NOAA

Das SSU-Instrument wurde vom British Meteorological Office (Vereinigtes Königreich) bereitgestellt. Das SSU arbeitete mit drei 15,0-µm-Kanälen unter Verwendung selektiver Absorption, indem es die einfallende Strahlung durch drei druckmodulierte Zellen mit CO2 hindurchließ. Das MSU hatte einen Kanal im 50,31-GHz-Fensterbereich und drei Kanäle im 55-GHz-Sauerstoffband (53,73, 54,96 und 57,95 GHz), um Temperaturprofile ohne Wolkeninterferenzen zu erhalten. Das HIRS/2 hatte einen Sichtfeld (FOV) von 30 km Durchmesser im Nadir, während das MSU ein FOV von 110 km Durchmesser hatte. Das HIRS/2 probte 56 FOVs in jeder Scan-Zeile mit einer Breite von etwa 2250 km, und das MSU probte 11 FOVs entlang des Swaths mit derselben Breite. Jede SSU-Scan-Zeile hatte 8 FOVs mit einer Breite von 1500 km.

Dieses Experiment wurde auch auf anderen TIROS-N/NOAA-Satelliten durchgeführt.

Data Collection and Platform Location System (DCPLS-Argos)

Das DCPLS auf NOAA-9, auch als Argos bekannt, wurde in Frankreich entwickelt und gebaut, um den meteorologischen Datenbedarf der Vereinigten Staaten zu decken und das Global Atmospheric Research Program (GARP) zu unterstützen. Das System empfing geringfügige Sendungen meteorologischer Beobachtungen von frei schwebenden Ballons, Meeresbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensorplattformen, die weltweit verteilt waren. Diese Beobachtungen wurden an Bord des Satelliten organisiert und wieder übertragen, wenn der Satellit in Reichweite einer Command and Data Acquisition (CDA)-Station kam. Für frei bewegliche Ballons wurde die Doppler-Frequenzverschiebung des übertragenen Signals beobachtet, um den Standort der Ballons zu berechnen. Das DCPLS sollte für eine sich bewegende Sensorplattform eine Standortgenauigkeit von 3 bis 5 km und eine Geschwindigkeitsgenauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s haben. Dieses System hatte die Fähigkeit, Daten von bis zu 4000 Plattformen pro Tag zu erfassen. Identische Experimente wurden auf anderen Satelliten der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt. Die Verarbeitung und Verbreitung der Daten erfolgten durch das CNES in Toulouse, Frankreich.

Space Environment Monitor (SEM)

Der SEM war eine Erweiterung des auf den ITOS-Satelliten durchgeführten Experiments zur Überwachung solarer Protonen. Das Ziel war es, den Protonenfluss, die Elektronenflussdichte und das Energiespektrum in der oberen Atmosphäre zu messen. Das Experimentspaket bestand aus drei Detektorsystemen und einer Datenverarbeitungseinheit. Der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED) maß Protonen in fünf Energiebereichen von 30 keV bis >2,5 MeV; Elektronen über 30, 100 und 300 keV; Protonen und Elektronen (untrennbar) über 6 MeV; und omnidirektionale Protonen über 16, 36 und 80 MeV. Der High-Energy Proton Alpha Telescope (HEPAT), der einen 48°-Blickwinkel hatte, blickte in Richtung Anti-Erde und maß Protonen in vier Energiebereichen über 370 MeV und Alphateilchen in zwei Energiebereichen über 850 MeV/Nukleon. Der Total Energy Detector (TED) maß Elektronen und Protonen zwischen 300 eV und 20 keV.

Earth Radiation Budget Experiment (ERBE)

Das Earth Radiation Budget Experiment (ERBE) wurde entwickelt, um den Energieaustausch zwischen dem Erde-Atmosphäre-System und dem Weltraum zu messen. Die Messungen der globalen, zonalen und regionalen Strahlungsbilanzen auf monatlichen Zeitskalen trugen zur Klimavorhersage und zur Entwicklung statistischer Beziehungen zwischen regionalem Wetter und Anomalien der Strahlungsbilanz bei. Das ERBE bestand aus zwei Instrumentenpaketen: dem Non-Scanner (ERBE-NS)-Instrument und dem Scanner (ERBS-S)-Instrument. Das ERBE-NS-Instrument hatte fünf Sensoren, die alle Cavity-Radiometer-Detektoren verwendeten. Vier davon waren hauptsächlich auf die Erde ausgerichtet: Zwei mit weitem Sichtfeld (FOV) zeigten die gesamte Erdscheibe von Limb zu Limb, etwa 135°; zwei mit mittlerem FOV zeigten eine 10°-Region. Der fünfte Sensor war ein Solarmonitor, der die Gesamtstrahlung von der Sonne maß. Von den vier erdgerichteten Sensoren maßen ein breites und ein mittleres FOV-Sensor die Gesamtstrahlung; die anderen beiden maßen reflektierte Sonnenstrahlung im kurzwelligen Spektralbereich zwischen 0,2 und 5 Mikrometern mit Hilfe von Suprasil-W-Filtern. Die von der Erde emittierte langwellige Strahlungskomponente wurde durch Subtraktion der kurzwelligen Messung von der Gesamtmessung bestimmt. Das ERBS-S-Instrument war ein Scann-Radiometer, das drei schmale FOV-Kanäle enthielt. Ein Kanal maß reflektierte Sonnenstrahlung im kurzwelligen Spektralbereich zwischen 0,2 und 5 Mikrometern (µm). Ein weiterer Kanal maß von der Erde emittierte Strahlung im langwelligen Spektralbereich von 5 bis 50 µm. Der dritte Kanal maß Gesamtstrahlung mit Wellenlängen zwischen 0,2 und 50 µm. Alle drei Kanäle befanden sich in einer kontinuierlich rotierenden Scan-Trommel, die das FOV sequentiell von Horizont zu Horizont abtastete. Jeder Kanal führte während jeder Abtastung 74 radiometrische Messungen durch, und das FOV jedes Kanals betrug 3 mal 4,5°, was etwa 40 km an der Erdoberfläche entsprach. Das ERBS-S sah auch die Sonne zur Kalibrierung. Das ERBE von NOAA-9 war eines von drei solchen Instrumenten, die gestartet wurden, die anderen beiden befanden sich auf dem Earth Radiation Budget Satellite und NOAA-10.

Search and Rescue Satellite Aided Tracking (SARSAT)

Die Instrumente des Search and Rescue Satellite Aided Tracking (SARSAT) hatten die Fähigkeit, existierende Notfalltransmitter unabhängig von Umweltdaten zu erkennen und zu lokalisieren. Daten von den 121,5-MHz-Notfallpeilsendern (ELT), den 243-MHz-Notfall-Positionsanzeige-Funksendern (EPIRB) und experimentellen 406-MHz-ELTs/EPIRBs wurden vom Search and Rescue Repeater (SARR) empfangen und in Echtzeit auf einer L-Band-Frequenz (1544,5 MHz) ausgestrahlt. Echtzeitdaten wurden von lokalen Benutzerterminals überwacht, die in den Vereinigten Staaten, Kanada und Frankreich betrieben wurden. Die 406-MHz-Daten wurden auch vom Search and Rescue Processor (SARP) verarbeitet und in Echtzeit wieder übertragen sowie auf dem Satelliten gespeichert, um später an die CDA-Stationen in Alaska und Virginia übertragen zu werden und so eine vollständige globale Abdeckung zu gewährleisten. Die Notrufsignale wurden an Mission Control Centers in jedem Land weitergeleitet, um sie anschließend an das entsprechende Rettungskoordinationszentrum zu übermitteln.

Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

Das SBUV/2 wurde entwickelt, um die Gesamtozonkonzentrationen global zu kartieren und die vertikale Verteilung von Ozon in der Atmosphäre der Erde zu liefern. Das Instrument basierte auf der Technologie des für Nimbus 7 durchgeführten SBUV/TOMS-Experiments. Das SBUV/2-Instrument maß zurückgestreute Sonnenstrahlung in einem 11,3°-Sichtfeld in Richtung Nadir bei 12 diskreten, 1,1 nm breiten Wellenlängenbändern zwischen 252,0 und 339,8 nm. Die solare Strahlung wurde bei denselben 12 Wellenlängenbändern gemessen, indem ein Diffusor eingesetzt wurde, der das Sonnenlicht in das Sichtfeld des Instruments reflektierte. Das SBUV/2 maß auch die solare Strahlung oder die atmosphärische Strahlung mit einem kontinuierlichen spektralen Scan von 160 bis 400 nm in Schritten von 0,148 nm. Das SBUV/2 hatte einen weiteren schmalbandigen Filterphotometerkanal, genannt der Cloud Cover Radiometer (CCR), der die Helligkeit der Erdoberfläche bei 380 nm kontinuierlich maß. Das FOV des CCR betrug 11,3°.

Wissenschaftliche Ziele

Tag- und Nachtbeobachtung der globalen Wolkenbedeckung.
Beobachtung des atmosphärischen Wasser-/Temperaturprofils.
Überwachung des Partikelflusses in der erdnahen Umgebung.

Mission

Im Laufe der Jahre machten sich unvermeidliche Ausfälle bemerkbar. Die langwelligen Kanäle des HIRS wurden ab Ende 1984 laut, was die Messungen erheblich beeinträchtigte. Das ERBE-Scannerinstrument funktionierte am 20. Januar 1987 nicht mehr, und das MSU verlor im Februar einen von drei Kanälen und einen weiteren im Mai des gleichen Jahres. Das ERBE-Nicht-Scanner-Instrument wurde am 3. April 1997 abgeschaltet. Der Empfang sowohl von Telemetrie- als auch von Ephemeris-Daten wurde eingestellt. Der letzte Kontakt erfolgte am 13. Februar 1998. Ende 1999 begann ein Sender auf 137,5 MHz wieder zu arbeiten und sendete einen unmodulierten Träger. Es scheint zu senden, während der Satellit im Sonnenlicht ist.

NOAA-10

Names	NOAA-G
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1986-073A
SATCAT no.	16969
Mission duration	2 years (planned) 15 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	GE Aerospace
Launch mass	1,420 kg (3,130 lb)
Dry mass	740 kg (1,630 lb)
Dimensions	Spacecraft: 3.71 m × 1.88 m (12.2 ft × 6.2 ft) Solar array: 2.37 m × 4.91 m (7 ft 9 in × 16 ft 1 in)
Start of mission
Launch date	17 September 1986, 15:52:00 UTC
Rocket	Atlas-EStar-37S-ISS (Atlas S/N 52E)
Launch site	Vandenberg, SLC-3W
Contractor	Convair
End of mission
Disposal	Decommissioned
Last contact	30 August 2001
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	833 km (518 mi)
Apogee altitude	870 km (540 mi)
Inclination	98.594°
Period	101.50 minutes

NOAA-10, auch als NOAA-G vor dem Start bekannt, war ein amerikanischer Wettersatellit, der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) für den Einsatz im National Environmental Satellite Data and Information Service (NESDIS) betrieben wurde. Er war der dritte Satellit der Advanced TIROS-N-Serie. Das Satelliten-Design bot eine wirtschaftliche und stabile, sonnensynchrone Plattform für fortschrittliche operationale Instrumente zur Messung der Atmosphäre der Erde, ihrer Oberfläche, der Wolkenbedeckung und der Umgebung im nahen Weltraum.

Start

NOAA-10 wurde am 17. September 1986 um 15:52 UTC mit einer Atlas-E-Trägerrakete von der Vandenberg Air Force Base am Vandenberg Space Launch Complex 3 (SLW-3W), Kalifornien, USA, gestartet.

Raumfahrzeug

Der NOAA-10-Satellit hatte eine Masse von 1.420 kg. Der Satellit basierte auf dem DMSP Block 5D-Satellitenbus, der für die US Air Force entwickelt wurde, und er konnte eine Erd-Ausrichtungsgenauigkeit von besser als ± 0,1° bei einer Bewegungsrate von weniger als 0,035 Grad/Sekunde aufrechterhalten.

Instrumente

Zu den Hauptinstrumenten gehörten:
1) Ein Advanced Very-High-Resolution Radiometer (AVHRR/2) für globale Beobachtungen der Wolkenbedeckung.
2) Eine TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)-Suite für atmosphärische Temperatur- und Wassermessungen.
3) Ein Earth Radiation Budget Experiment (ERBE).
4) Ein Solar Backscattered UltraViolet Radiometer (SBUV/2).
Das sekundäre Experiment war ein Data Collection System (DCS). Ein Search and Rescue Satellite-Aided Tracking System (SARSAT) wurde ebenfalls auf NOAA-10 mitgeführt. Ein Space Environment Monitor (SEM) maß Protonen- und Elektronenflüsse.

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2)

Der AVHRR/2 war ein vierkanaliger, scannender Radiometer, der in der Lage war, globale Daten zur Meerestemperatur bei Tag und Nacht sowie Informationen über Eis, Schnee und Wolken zu liefern. Der Multispektralradiometer arbeitete im Scannmodus und maß ausgesandte und reflektierte Strahlung in verschiedenen spektralen Intervallen.

TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)

Die TOVS-Instrumentensuite bestand aus drei Instrumenten: dem High-resolution Infrared Radiation Sounder modification 2 (HIRS/2), dem Stratospheric Sounding Unit (SSU) und der Microwave Sounding Unit (MSU). Alle drei Instrumente waren darauf ausgelegt, Strahlungen zu bestimmen, die zur Berechnung von Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen der Atmosphäre von der Oberfläche bis zur Stratosphäre benötigt wurden.

Data Collection System (DCS-Argos)

Das Data Collection System (DCS) auf NOAA-10, auch als Argos bekannt, wurde in Frankreich entworfen und gebaut. Es empfing meteorologische Beobachtungen von frei schwebenden Ballons, Meeresbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensoren weltweit.

Space Environment Monitor (SEM)

Der SEM war eine Erweiterung des auf den ITOS-Satelliten durchgeführten Solarprotonenüberwachungsexperiments. Das Ziel war es, Protonenflüsse, Elektronendichte und Energiespektrum in der oberen Atmosphäre zu messen.

Earth Radiation Budget Experiment (ERBE)

Das ERBE wurde entwickelt, um den Energieaustausch zwischen dem Erde-Atmosphäre-System und dem Weltraum zu messen. Es bestand aus zwei Instrumenten: dem Non-Scanner (ERBE-NS) Instrument und dem Scanner (ERBS-S) Instrument.

Search and Rescue Satellite Aided Tracking (SARSAT)

Die SARSAT-Instrumente konnten vorhandene Notfallsender unabhängig von Umweltdaten erkennen und lokalisieren. Die Daten wurden in Echtzeit übertragen und von lokalen Benutzerterminals in den USA, Kanada und Frankreich überwacht.

Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

Der SBUV/2 sollte Konzentrationen des Ozons auf globaler Ebene kartieren und die vertikale Verteilung von Ozon in der Erdatmosphäre messen.

Wissenschaftliche Ziele

- Tag- und Nachtbeobachtung der globalen Wolkenbedeckung.
- Beobachtung des atmosphärischen Wasser-/Temperaturprofils.
- Überwachung des Partikelflusses in der Umgebung der Erde.

Mission

Der ERBE-S-Scanner funktionierte am 22. Mai 1989 nach einer Betriebszeit von 2,7 Jahren nicht mehr. Das ERBE-NS-Nichtscanner-Instrument war betriebsbereit, aber die Daten wurden nicht an eine Bodenstation übermittelt. Der letzte Tag der Erdbeobachtungsdaten des Nichtscanners war der 14. November 1994. Der letzte Kontakt erfolgte am 30. August 2001.

NOAA-11

Names	NOAA-G
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1988-089A
SATCAT no.	19531
Mission duration	2 years (planned) 15.75 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	GE Aerospace
Launch mass	1,420 kg (3,130 lb)
Dry mass	740 kg (1,630 lb)
Start of mission
Launch date	24 September 1988, 10:02:00 UTC
Rocket	Atlas-EStar-37S-ISS (Atlas S/N 63E)
Launch site	Vandenberg, SLC-3W
Contractor	Convair
End of mission
Disposal	Decommissioned
Last contact	16 June 2004
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	833 km (518 mi)
Apogee altitude	870 km (540 mi)
Inclination	98.995°
Period	101.50 minutes

NOAA-11, auch als NOAA-H vor dem Start bekannt, war ein US-amerikanischer Wettersatellit, der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) für das National Operational Environmental Satellite System (NOESS) und zur Unterstützung des Global Atmospheric Research Program (GARP) in den Jahren 1978–1984 betrieben wurde. Es war der vierte Satellit der Advanced TIROS-N-Serie. Das Satelliten-Design bot eine wirtschaftliche und stabile, sonnensynchrone Plattform für fortschrittliche operationelle Instrumente zur Messung der Atmosphäre der Erde, ihrer Oberfläche und Bewölkung sowie der Umgebung im nahen Weltraum.

Start

NOAA-11 wurde am 24. September 1988 um 10:02 UTC mit einer Atlas E-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base am Vandenberg Space Launch Complex 3 (SLW-3W) in Kalifornien, USA, gestartet.

Raumfahrzeug

Der NOAA-11-Satellit hatte eine Masse von 1.420 kg. Der Satellit basierte auf dem DMSP Block 5D-Satellitenbus, der für die US Air Force entwickelt wurde, und konnte eine Erdzeiger-Genauigkeit von besser als ± 0,1° bei einer Bewegungsrate von weniger als 0,035 Grad/Sekunde aufrechterhalten.

Instrumente

Die Hauptinstrumente umfassten:
1) Ein Advanced Very-High-Resolution Radiometer (AVHRR/2) für globale Beobachtungen der Bewölkung.
2) Ein TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)-Paket für atmosphärische Temperatur- und Wassermessungen.
3) Ein Earth Radiation Budget Experiment (ERBE).
4) Ein Solar Backscattered UltraViolet Radiometer (SBUV/2).

Das AVHRR/2 war ein vierkanaliger Scanning-Radiometer, das globale Daten über Tag und Nacht zur Meeresoberflächentemperatur sowie Informationen über Eis, Schnee und Wolken lieferte. Der TOVS-Satellitensensor bestand aus HIRS/2, SSU und MSU und diente der Bestimmung von Strahlungen zur Berechnung von Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen der Atmosphäre von der Oberfläche bis zur Stratosphäre. Das ERBE führte Experimente zum Erdstrahlenhaushalt durch, während das SBUV/2 dazu diente, Ozonkonzentrationen global zu kartieren.

Das Data Collection System (DCS-Argos) auf NOAA-11 wurde in Frankreich entwickelt und gebaut, um meteorologische Datenbedürfnisse der USA zu erfüllen und das Global Atmospheric Research Program (GARP) zu unterstützen. Das System empfing niedrigzyklische Übertragungen meteorologischer Beobachtungen von freifliegenden Ballonen, Ozeanbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensorplattformen weltweit. Die Signale wurden von einem Such- und Rettungs-Repeater (SARR) verarbeitet und in Echtzeit auf einer L-Band-Frequenz (1544,5 MHz) ausgestrahlt. Das SARSAT-Instrument konnte Notrufsignale erkennen und deren Position unabhängig von Umweltdaten lokalisieren.

Der Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

wurde entworfen, um Gesamtozonkonzentrationen global zu kartieren und die vertikale Verteilung von Ozon in der Erdatmosphäre zu liefern. Das Instrument maß rückgestreute Sonnenstrahlung in einem 11,3°-Sichtfeld in Nadir-Richtung.

Der Space Environment Monitor (SEM)

war eine Erweiterung des auf ITOS-Satelliten gestarteten Solarprotonenüberwachungsexperiments. Das Ziel war die Messung von Protonenfluss, Elektronenflussdichte und Energiespektrum in der oberen Atmosphäre. Der SEM-Paket bestand aus drei Detektorsystemen und einer Datenverarbeitungseinheit.

Die wissenschaftlichen Ziele der Mission umfassten die globale Beobachtung der Bewölkung bei Tag und Nacht, die Beobachtung des atmosphärischen Wasser-/Temperaturprofils und die Überwachung des Partikelstroms in der erdnahen Umgebung.

Der letzte Kontakt erfolgte am 16. Juni 2004.

NOAA-12

Names	NOAA-D
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1991-032A
SATCAT no.	21263
Mission duration	2 years (planned) 16 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft	TIROS
Bus	TIROS-N
Manufacturer	RCA Astro Electronics
Launch mass	1,418 kg (3,126 lb)
Dry mass	735 kg (1,620 lb)
Dimensions	Spacecraft: 3.71 m × 1.88 m (12.2 ft × 6.2 ft) Solar array: 2.37 m × 4.91 m (7 ft 9 in × 16 ft 1 in)
Start of mission
Launch date	14 May 1991, 15:52:03 UTC
Rocket	Atlas-EStar-37S-ISS (Atlas S/N 50E)
Launch site	Vandenberg, SLC-3W
Contractor	Convair
End of mission
Disposal	Decommissioned
Last contact	10 August 2007
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	821 km (510 mi)
Apogee altitude	841 km (523 mi)
Inclination	98.70°
Period	101.3 minutes

NOAA-12, auch als NOAA-D vor dem Start bekannt, war ein amerikanischer Wettersatellit, der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben wurde, einem operationellen meteorologischen Satelliten für den Einsatz im National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS). Das Satellitendesign bot eine wirtschaftliche und stabile, sonnensynchrone Plattform für fortschrittliche operationelle Instrumente zur Messung der Atmosphäre der Erde, ihrer Oberfläche und Wolkenbedeckung sowie der Umgebung im erdnahen Weltraum.

Start

Er wurde am 14. Mai 1991 von der NASA mit einer Atlas E S/N 50E-Rakete vom Vandenberg Air Force Base, Vandenberg Space Launch Complex 3 (SLC-3W), Kalifornien, in eine sonnensynchrone Umlaufbahn gestartet.

Raumfahrzeug

Der Satellit basierte auf dem DMSP Block 5D-Satellitenbus, der für die US-Luftwaffe entwickelt wurde, und war in der Lage, eine Erd-Zielgenauigkeit von besser als ± 0,1° bei einer Bewegungsrate von weniger als 0,035 Grad pro Sekunde aufrechtzuerhalten. Basierend auf dem experimentellen TIROS-N-Satelliten führte er Überwachungen von Eis- und Schneedecke, Landwirtschaft, Ozeanographie, Vulkanismus, Ozon und der Weltraumumgebung durch, zusätzlich zu seinen regelmäßigen meteorologischen Beobachtungen. Das Satellitendesign bietet eine wirtschaftliche und stabile, sonnensynchrone (morgens Äquatorüberquerung) Plattform für fortschrittliche operationelle Instrumente zur Messung der Atmosphäre der Erde, ihrer Oberfläche und Wolkenbedeckung sowie der Umgebung im erdnahen Weltraum. Das Satellite Operations Control Center befindet sich in Suitland, Maryland. Die Hauptkommandostationen für die Satellitenkontrolle befinden sich in der Nähe von Fairbanks, Alaska, und auf Wallops Island, Virginia; eine Backup-Station zur Verbindung, wenn der Satellit von den Hauptstationen nicht verfügbar ist, befindet sich in Point Barrow, Alaska.

Instrumente

Die primären Sensoren umfassten den Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2) für globale Bewölkungsbeobachtungen und die TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)-Suite für atmosphärische Temperatur- und Wasserverteilung. Sekundäre Experimente bestanden aus einem Space Environment Monitor (SEM) zur Messung von Protonen- und Elektronenflüssen sowie dem Data Collection and Platform Location System (DCPLS) zur Übermittlung von Daten von Ballons und Ozeanbojen für das Argos-System. Die TOVS-Suite bestand aus zwei Untergruppen: dem High Resolution Infrared Radiation Sounder 2 (HIRS/2) und der Microwave Sounding Unit (MSU).

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2)

Der NOAA-12 Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2) war ein fünfkanaliger Rasterspektrometer, das in der Lage war, globale Tag- und Nachttemperaturen der Meeresoberfläche sowie Informationen über Eis, Schnee und Wolken zu liefern. Diese Daten wurden täglich für die Wetteranalyse und -prognose verwendet. Der multispektrale Radiometer arbeitete im Scan-Modus und maß emittierte und reflektierte Strahlung in den folgenden spektralen Intervallen: Kanal 1 (sichtbar), 0,55 bis 0,90 Mikrometer (µm); Kanal 2 (nahes Infrarot), 0,725 µm bis Detektorabschaltung bei etwa 1,1 µm; Kanal 3 (IR-Fenster), 3,55 bis 3,93 µm; Kanal 4 (IR-Fenster), 10,3 bis 11,3 µm; und Kanal 5 (IR-Fenster), 11,5 bis 12,5 µm. Alle fünf Kanäle hatten eine räumliche Auflösung von 1,1 km, und die beiden IR-Fensterkanäle hatten eine thermische Auflösung von 0,12 Kelvin bei 300 Kelvin. Der AVHRR konnte sowohl im Echtzeit- als auch im Aufzeichnungsmodus arbeiten. Echtzeit- oder Direktlesedaten wurden an Bodenstationen sowohl mit niedriger (4 km) Auflösung über automatische Bildübertragung (APT) als auch mit hoher (1 km) Auflösung über hochauflösende Bildübertragung (HRPT) übertragen. Aufgezeichnete Daten an Bord standen zur Verarbeitung im zentralen NOAA-Computerzentrum zur Verfügung. Dazu gehörten globale Flächenabdeckungsdaten (GAC) mit einer Auflösung von 4 km und lokale Flächenabdeckungsdaten (LAC), die Daten aus ausgewählten Teilen jeder Umlaufbahn mit einer Auflösung von 1 km enthielten. Identische Experimente wurden auf anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt.

TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)

Die TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)-Suite bestand aus zwei Instrumenten: dem High-resolution Infrared Radiation Sounder modification 2 (HIRS/2) und der Microwave Sounding Unit (MSU). Beide Instrumente waren darauf ausgelegt, Strahlung zu bestimmen, die benötigt wird, um Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile der Atmosphäre von der Oberfläche bis zur Stratosphäre (ungefähr 1 mb) zu berechnen. Das HIRS/2-Instrument hatte 20 Kanäle in den folgenden spektralen Intervallen: Kanäle 1 bis 5, die 15-Mikrometer (µm) CO2-Bänder (15,0, 14,7, 14,5, 14,2 und 14,0 µm); Kanäle 6 und 7, die 13,7- und 13,4-µm CO2/H2O-Bänder; Kanal 8, das 11,1-µm-Fenstergebiet; Kanal 9, das 9,7-µm-Ozon-Band; Kanäle 10, 11 und 12, die 6-µm-Wasserdampfbänder (8,3, 7,3 und 6,7 µm); Kanäle 13 und 14, die 4,57-µ

m- und 4,52-µm-N2O-Bänder; Kanäle 15 und 16, die 4,46-µm- und 4,40-µm-CO2/N2O-Bänder; Kanal 17, das 4,24-µm-CO2-Band; Kanäle 18 und 19, die 4,0-µm- und 3,7-µm-Fensterbänder; und Kanal 20, das 0,70-µm-sichtbare Region. Die Auflösung für alle Kanäle beträgt 17,4 km im Nadir. Das HIRS/2-Instrument liefert Daten für die Berechnung von Temperaturprofilen von der Oberfläche bis 10 mb sowie Wasserdampfgehalt in drei Schichten der Atmosphäre. Das zweite Instrument, die MSU, hat vier Kanäle im 50- bis 60-GHz-Sauerstoffband (50,31, 53,73, 54,96 und 57,95 GHz), um Temperaturprofile zu erhalten, die frei von Wolkenstörungen sind. Die gleichen Experimente werden auf anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt. Die NOAA-12 trägt nicht das SSU (Stratospheric Sounding Unit)-Instrument wie bei den TOVS auf den NOAA-9 und NOAA-11.

Data Collection System (DCS-Argos)

Das Data Collection System (DCS) auf NOAA-12, auch als Argos bekannt, wurde in Frankreich vom Centre National d'Études Spatiales (CNES) entworfen und gebaut, um den meteorologischen Datenbedarf der Vereinigten Staaten zu decken. Das System empfängt Niederzyklus-Übertragungen meteorologischer Beobachtungen von freifliegenden Ballonen, Ozeanbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensorplattformen, die weltweit verteilt sind. Das DCS kann die Plattformposition mithilfe einer inversen Doppler-Technik bestimmen und ist in der Lage, Daten aus jedem Ort der Welt zu erfassen, insbesondere in den Polarregionen der Erde. Diese Beobachtungen werden an Bord des Raumfahrzeugs organisiert und werden übertragen, wenn das Raumfahrzeug in Reichweite einer Kommando- und Datenerfassungsstation kommt. Die Argos-Daten werden von anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N/NOAA-Serie heruntergeladen und an Empfangsstationen in Russland und den Vereinigten Staaten weitergeleitet.

Space Environment Monitor (SEM)

Der Space Environment Monitor (SEM) war eine Erweiterung des Solarprotonenüberwachungsexperiments, das auf der ITOS-Satellitenreihe geflogen wurde. Ziel war es, Protonenfluss, Elektronenflussdichte und Energiespektrum in der oberen Atmosphäre zu messen. Das Experiment bestand aus drei Detektorsystemen und einer Datenverarbeitungseinheit. Der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED) maß Protonen in fünf Energiebereichen von 30 keV bis >2,5 MeV; Elektronen über 30, 100 und 300 keV; Protonen und Elektronen (untrennbar) über 6 MeV; und omnidirektionale Protonen über 16, 36 und 80 MeV. Das High-Energy Proton Alpha Telescope (HEPAT), das einen Betrachtungswinkel von 48° hatte, betrachtete in die anti-Erde-Richtung und maß Protonen in vier Energiebereichen über 370 MeV und Alpha-Teilchen in zwei Energiebereichen über 850 MeV/Nukleon. Der Total Energy Detector (TED) maß Elektronen und Protonen zwischen 300 eV und 20 keV.

Wissenschaftliche Ziele

- Tag- und Nachtbeobachtung der globalen Bewölkung.
- Beobachtung des atmosphärischen Wasser-/Temperaturprofils.
- Überwachung des Partikelstroms in der erdnahen Umgebung.

Mission

Der letzte Kontakt erfolgte am 10. August 2007.

NOAA-13

Names	NOAA-I
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1993-050A
SATCAT no.	22739
Mission duration	2 years (planned) 12 days (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	GE Aerospace
Launch mass	1,420 kg (3,130 lb)
Dry mass	740 kg (1,630 lb)
Dimensions	Spacecraft: 3.71 m × 1.88 m (12.2 ft × 6.2 ft) Solar array: 2.37 m × 4.91 m (7 ft 9 in × 16 ft 1 in)
Start of mission
Launch date	9 August 1993, 10:02:00 UTC
Rocket	Atlas-EStar-37S-ISS (Atlas S/N 34E)
Launch site	Vandenberg, SLC-3W
Contractor	Convair
End of mission
Disposal	Early satellite failure
Last contact	21 August 1993
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	860 km (530 mi)
Apogee altitude	876 km (544 mi)
Inclination	98.90°
Period	102.0 minutes

NOAA-13, auch als NOAA-I vor dem Start bekannt, war ein amerikanischer Wettersatellit, der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben wurde. NOAA-I setzte die operationelle, polar umlaufende, meteorologische Satellitenreihe des National Environmental Satellite System (NESS) der NOAA fort. NOAA-I war der fünfte Satellit der Advanced TIROS-N (ATN)-Serie und setzte die Serie fort, die mit dem Start von NOAA-8 (NOAA-E) im Jahr 1983 begann. NOAA-I befand sich in einer nachmittäglichen Äquator-überschreitenden Umlaufbahn und sollte NOAA-11 (NOAA-H) als den primären Nachmittagssatelliten (14:00 Uhr) ersetzen.

Start

NOAA-13 wurde am 9. August 1993 mit einer Atlas E-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base, SLC-3W, gestartet.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS polar umlaufenden Programms ist es, Ausgabeerzeugnisse für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanographische und hydrologische Dienstleistungen sowie die Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das polar umlaufende System ergänzt das NOAA/NESS geostationäre meteorologische Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES)-Programm. Das NOAA-I Advanced TIROS-N-Raumfahrzeug basiert auf dem Raumfahrzeugtyp Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Block 5D und ist eine modifizierte Version des TIROS-N-Raumfahrzeugs (NOAA-1 bis NOAA-5). Die Raumfahrzeugstruktur besteht aus vier Komponenten: 1° das Reaction System Support (RSS); 2° das Equipment Support Module (ESM), das vom TIROS-N-Design erweitert wurde; 3° die Instrument Mounting Platform (IMP); und 4° das Solar Array (SA).

Instrumente

Alle Instrumente befinden sich am ESM und am IMP. Die Energieversorgung des Raumfahrzeugs erfolgt durch ein Direktenergieübertragungssystem von einem einzigen Solarfeld, das aus acht Panels von Solarzellen besteht. Das Energiesystem für den Advanced TIROS-N wurde gegenüber dem vorherigen TIROS-N-Design verbessert. Das In-Orbit Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) bietet eine Dreipunkt-Steuereung durch die Kontrolle von Drehmoment in drei orthogonalen Schwungrädern mit Eingabe von der Earth Sensor Assembly (ESA) für Neigungs-, Roll- und Gieraktualisierungen. Das ADACS steuert die Raumfahrzeugausrichtung so, dass die Orientierung der drei Achsen auf ± 0,2° und Neigung, Roll- und Gierwinkel auf ± 0,1° genau gehalten wird. Das ADACS besteht aus der Earth Sensor Assembly (ESA), der Sun Sensor Assembly (SSA), vier Reaction Wheel Assemblies (RWA), zwei Roll-/Gier-Spulen (RYC), zwei Neigungs-Torquer-Spulen (PTC), vier Gyros und Computersoftware für die Datenverarbeitung.

Das Datenverarbeitungssystem des Advanced TIROS-N, das nur geringfügig vom TIROS-N-Design geändert wurde, um die zusätzlichen Instrumente aufzunehmen, besteht aus dem TIROS Information Processor (TIP) für Instrumente mit geringer Datenrate, dem Manipulated Information Rate Processor (MIRP) für das Instrument AVHRR mit hoher Datenrate, digitalen Bandrekordern (DTR) und einer cross strap Unit (XSU). Die Instrumentenausstattung von NOAA-13 umfasst 1° den 5-Kanal Advanced Very High Resolution Radiometer/2 (AVHRR/2); 2° den TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS), der aus der Stratospheric Sounding Unit (SSU), der Microwave Sounding Unit (MSU) und dem High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/2) besteht; 3° den Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2), der dem auf Nimbus 7 ähnlich ist und nur bei den nachmittäglichen Orbits verwendet wird; 4° das Search and Rescue System (SARSAT); 5° den Space Environment Monitor (SEM), der aus dem Total Energy Detector (TED) und dem Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED) besteht; 6° das vom französischen CNES bereitgestellte Argos Data Collection System (DCS); sowie zwei experimentelle Sensoren, die vom Office of Naval Research (ONR) gesponsert werden: 7° das Magnetospheric Atmospheric X-ray Imaging Experiment (MAXIE); und 8° das Energetic Heavy Ion Composition Experiment (EHIC).

Der Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2)

war ein fünfkanaliger Scanningsensor, der in der Lage war, globale Tag- und Nachttemperaturen der Meeresoberfläche sowie Informationen über Eis, Schnee und Wolken bereitzustellen. Diese Daten wurden täglich zur Wetteranalyse und -vorhersage genutzt. Der multispektrale Radiometer arbeitete im Scanningsmodus und maß emittierte und reflektierte Strahlung in folgenden spektralen Intervallen: Kanal 1 (sichtbar), 0,55 bis 0,90 Mikrometer (µm); Kanal 2 (Nah-Infrarot), 0,725 µm bis zum Detektorabschaltbereich bei etwa 1,100 µm; Kanal 3 (IR-Fenster), 10,5 bis 11,5 µm; Kanal 4 (IR-Fenster), 3,55 bis 3,93 µm; und Kanal 5, 11,5 bis 12,5 µm. Alle fünf Kanäle hatten eine räumliche Auflösung von 1,1 km, und die beiden IR-Fensterkanäle hatten eine thermische Auflösung von 0,12 Kelvin bei 300 Kelvin. Der AVHRR/2 bestand aus fünf Modulen: Scannermodule, Elektronikmodule, Strahlungskühler, optisches System und Grundplatte. Der Scanner enthielt einen 80-Pol-Hysteresesynchronmotor und einen Scan-Spiegel. Der Elektronikteil umfasste Systeme für die Datenverarbeitung, Temperaturkontrolle, Telemetrie, Scan- und Motorlogik. Der Strahlungskühler bestand aus vier Komponenten und hatte die Aufgabe, die Oberfläche zu beschatten und den Heizer zu betreiben, um die Temperatur zu kontrollieren. Das optische System bestand aus einem 20,3 cm großen Teleskop und Sekundäroptiken, die die Strahlungsenergie in spektrale Bänder aufteilten.

Das TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)

auf NOAA-13 bestand aus drei Instrumenten: dem High-resolution Infrared Radiation Sounder modification 2 (HIRS/2), der Stratospheric Sounding Unit (SSU) und der Microwave Sounding Unit (MSU). Alle drei Instrumente waren darauf ausgelegt, Strahlungen zu bestimmen, die zur Berechnung von Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen der Atmosphäre von der Oberfläche bis zur Stratosphäre (ungefähr 1 mb) benötigt werden.

Das HIRS/2-Instrument hatte 20 Kanäle in den folgenden spektralen Intervallen: Kanäle 1 bis 5, die 15-Mikrometer (µm) CO2-Bänder (15,0, 14,7, 14,5, 14,2 und 14,0 µm); Kanäle 6 und 7, die 13,7- und 13,4-µm CO2/H2O-Bänder; Kanal 8, die 11,1-µm-Fensterregion; Kanal 9, das 9,7-µm-Ozon-Band; Kanäle 10, 11 und 12, die 6-µm-Wasserdampf-Bänder (8,3, 7,3 und 6,7 µm); Kanäle 13 und 14, die 4,57-µm- und 4,52-µm-N2O-Bänder; Kanäle 15 und 16, die 4,46-µm- und 4,40-µm-CO2/N2O-Bänder; Kanal 17, das 4,24-µm-CO2-Band; Kanäle 18 und 19, die 4,0-µm- und 3,7-µm-Fensterbänder; und Kanal 20, das 0,70-µm-sichtbare Region. Für NOAA-I und NOAA-J arbeiten Kanal 10 und 17 bei 12,25 bzw. 4,13 µm. Die Auflösung für alle Kanäle beträgt 17,4 km im Nadir. Das HIRS/2-Instrument liefert Daten für die Berechnung von Temperaturprofilen von der Oberfläche bis 10 mb, Wasserdampfgehalt auf drei Ebenen der Atmosphäre und Gesamtozongehalt. HIRS/2 bestand aus einem Scansystem, Optik, Strahlungskühler und Detektoren, Elektronik und Datenverarbeitung sowie mechanischen Systemen. Der HIRS/2-Scan-Spiegel wurde synchron mit der Raumfahrzeuguhr geschwenkt. Der Spiegel wurde in 1,8°-Schritten bewegt und nahm Daten an 56 Datenpunkten auf. Das optische System bestand aus zwei Feldblenden: eine für langwellige und eine für kurz- wellige Strahlung. Der Instrumenten-Bandpass wurde durch Filter definiert, die sich auf einem Filterrad hinter jeder Feldblende befanden. Ein Relaislinsensystem fokussierte die Strahlung auf die Detektoren. Der Strahlungskühler sorgte für die Temperaturregelung der thermischen Kanäle.

Das zweite Instrument, die SSU, stammte aus dem Vereinigten Königreich. Die SSU maß Temperaturprofile in der oberen Atmosphäre in einer Höhe von 25 bis 50 km. Sie hatte drei Kanäle, die bei 669,99, 669,63 und 669,36 pro cm arbeiteten und drei druckmodulierte Zellen mit CO2 (bei 100, 35 und 10 mb) verwendeten, um selektive Bandpass-Filterung der abgetasteten Strahlung zu erreichen. Die SSU bestand aus einem einzelnen Teleskop mit einem 10°-FOV, das senkrecht zur Subpunktspur gescannt wurde. Jede Scanlinie bestand aus 8 einzelnen 4-Sekunden-Schritten. Die SSU verwendete ungekühlte pyroelektrische Detektoren, die die Strahlung in jedem Kanal während jedes Schritts 3,6 Sekunden lang integrierten. Ein einzelner 8-cm-Scan-Spiegel wurde für alle drei Kanäle verwendet. Der SSU-Detektor war ein Fläckchen Tri-Glycine-Sulfat, das am Ende eines konischen goldbeschichteten Nickelrohrs befestigt war. Die Austrittsöffnung des Rohrs definierte den beleuchteten Bereich auf dem Fläckchen, und das Eingangsende des Rohrs definierte das Sichtfeld (FOV). Die drei Detektoren waren auf einem gemeinsamen Block montiert. Die SSU wurde synchron mit HIRS/2 einmal alle 8 Scans kalibriert.

Das dritte Instrument, die MSU, hatte vier Kanäle im 50- bis 60-GHz-Sauerstoffband (50,31, 53,73, 54,96 und 57,95 GHz), die vertikale Temperaturprofile frei von Wolkeninterferenzen bis in eine Höhe von etwa 20 km erhielten. Die MSU, entwickelt vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), war ein 4-Kanal-Dicke-Radiometer und bestand aus zwei scannenden Reflektorantennensystemen, Orthomode-Transducern, vier Dicke-Empfängern, Datenprogrammierer und Stromversorgungen. Die Antennen scannten jeweils 47,4° auf beiden Seiten in 11 Schritten. Die Mikrowellenenergie, die von jeder Antenne empfangen wurde, wurde in vertikale und horizontale Polarisationskomponenten durch einen Orthomode-Transducer getrennt, und jedes der vier Signale wurde in einen der Radiometerkanäle eingespeist. Die MSU wurde zusammen mit HIRS/2 verwendet, um Datenambiguitäten durch Wolken zu beseitigen. Die gleichen Experimente werden auch auf anderen Satelliten der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt.

Das Argos Data Collection and Location System (DCS)

auf NOAA-13 wurde entwickelt, um Niedrigdienstzyklusübertragungen meteorologischer Beobachtungen von freifliegenden Ballonen, Meeresbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensorplattformen weltweit zu erhalten. Diese Beobachtungen wurden an Bord des Raumfahrzeugs organisiert und bei Erreichung einer Command and Data Acquisition (CDA)-Station erneut übertragen. Bei freibeweglichen Ballons wurde die Doppler-Frequenzverschiebung des übertragenen Signals beobachtet, um den Standort der Ballons zu berechnen. Das DCS bestand aus drei Komponenten: terrestrische Plattformen, bordeigene Instrumente und das Verarbeitungszentrum. On-Board-Empfänger nahmen übertragene Signale bei 401,65 MHz auf. Vier Verarbeitungskanäle, Data Recovery Units (DRU), arbeiteten parallel. Jede DRU bestand aus einer Phasenregelschleife, einem Bitt-Synchronisierer, einem Doppler-Zähler und einem Datenformatierer. Nach Messung der Doppler-Frequenz wurden Sensor-Daten mit anderen Instrumentendaten formatiert, und die Ausgangsdaten wurden an eine Puffer-Schnittstelle mit dem Raumfahrzeug-Datenprozessor übertragen. Daten aus dem DCS wurden zusammen mit den Instrumenten mit niedriger Bitrate auf NOAA-13 übertragen. Die Daten wurden im Argos Data Processing Center des CNES in Toulouse, Frankreich, verarbeitet. Man erwartete, dass das DCS eine Standortgenauigkeit von 5 bis 8 km und eine Geschwindigkeitsgenauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s hatte. Dieses System hatte die Fähigkeit, Daten von bis zu 2000 Plattformen pro Tag zu erfassen. Identische Experimente wurden auch auf anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N / NOAA-Serie durchgeführt.

Der Space Environment Monitor (SEM)

war eine Erweiterung des Solar-Protonen-Überwachungsexperiments (SPM), das auf der ITOS-Raumfahrzeugserie flog. Das Ziel war die Messung des Protonenflusses, der Elektronenflussdichte und des Energiespektrums in der oberen Atmosphäre. Das Experiment bestand aus zwei Detektorsystemen und einer Datenverarbeitungseinheit. Die beiden Komponenten waren der Total Energy Detector (TED) und der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED). Der MEPED maß Protonen in fünf Energiebereichen von 30 keV bis >60 MeV; Elektronen über 30, 100 und 300 keV; Protonen und Elektronen (untrennbar) über 6 MeV; und omnidirektionale Protonen über 16, 36 und 80 MeV. Der MEPED bestand aus vier gerichteten Festkörper-Detektorteleskopen und einem omnidirektionalen Sensor. Die Ausgabe der Detektoren wurde mit einem Signalanalysator verbunden, der Ereignisse über Schwellenwerte hinweg erfasste und logisch auswählte. Der Total Energy Detector (TED) maß die Intensität von Protonen und Elektronen zwischen 300 eV und 20 keV. Das Instrument bestand aus einem gekrümmten Plattenanalysator und einem Channeltron-Detektor. Vier gekrümmte Plattenanalysatoren maßen eingehende Protonen und Elektronen.

Das Search and Rescue Satellite Aided Tracking (SARSAT)

war ein internationales Kommunikationssystem zur Übermittlung von Such- und Rettungsnachrichten von in Not geratenen Schiffen und Flugzeugen. Kooperierende Organisationen waren unter anderem NOAA, die russische Handelsmarine, das kanadische Verteidigungsministerium und Kommunikationsunternehmen sowie CNES/Frankreich. SARSAT-Ausrüstung wurde von Kanada und Frankreich bereitgestellt und auf NOAA POES sowie auf russischen polarumlaufenden Satelliten (COSPAS oder "System for Search of Vessels in Distress") installiert. Das SARSAT-COSPAS-System bestand aus Raum- und Bodenkomponenten. Die SARSAT-Systemelemente waren: 1) ein weltraumbasierter Empfänger, Frequenzübersetzungs-Repeater (bereitgestellt vom Department of Communications, Kanada) für vorhandene und experimentelle Emergency Locator Transmitter (ELT)/Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRB)-Bänder; 2) ein Local User Terminal (LUT), das die ELT/EPIRB-Signale empfing und die Doppler-Daten zur Erdortung der sendenden Plattform verarbeitete; 3) operative und experimentelle ELT- und EPIRB-Systeme; 4) ein weltraumbasierter Empfänger und Prozessor für die experimentellen (406 MHz) ELT/EPIRB-Übertragungen (bereitgestellt von CNES, Frankreich); und 5) die Mission Control Centers zur Koordinierung von Aktivitäten, Verarbeitung globaler Daten und Koordinierung von Suchaktivitäten. Daten von den 121,5-MHz ELTs, den 243-MHz EPIRBs und den experimentellen 406-MHz ELTs/EPIRBs wurden vom Search and Rescue Repeater (SARR) empfangen und in Echtzeit auf einer L-Band-Frequenz (1544,5 MHz) ausgestrahlt. Echtzeitdaten wurden von Local User Terminals (LUTs) in vielen Ländern (einschließlich der USA, Kanada, Frankreich und Russland) überwacht. Die 406-MHz-Daten wurden auch vom Search and Rescue Processor (SARP) verarbeitet und auf dem Raumfahrzeug gespeichert, um sie später an die CDA-Stationen in Alaska und Virginia zu übertragen und so eine vollständige globale Abdeckung zu gewährleisten. Die Notrufsignale wurden an Mission Control Centers in jedem Land weitergeleitet, um sie anschließend an das entsprechende Rescue Coordination Center zu übermitteln.

Der Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

wurde entwickelt, um die vertikale Verteilung von Ozon in der Erdatmosphäre zu liefern. Das Instrument basierte auf der Technologie des SBUV/TOMS, das auf dem Nimbus 7 flog. Das SBUV/2-Instrument maß zurückgestreute Sonnenstrahlung in einem 11,3°-Blickfeld

in Nadir-Richtung bei 12 diskreten, 1,1 nm breiten Wellenlängenbändern zwischen 252,0 und 339,8 nm. Die Sonnenstrahlung wurde in denselben 12 Wellenlängenbändern gemessen, indem ein Diffusor eingesetzt wurde, der das Sonnenlicht in das Instrumenten-Sichtfeld reflektierte. Das SBUV/2 maß auch die solare Strahlung oder die atmosphärische Strahlung mit einem kontinuierlichen spektralen Scan von 160 nm bis 400 nm in Schritten von nominell 0,148 nm. Das SBUV/2 hatte einen weiteren schmalbandigen Filterfotometerkanal namens Cloud Cover Radiometer (CCR), der die Helligkeit der Erdoberfläche bei 380 nm kontinuierlich maß. Das CCR-Sichtfeld hatte eine Größe von 11,3°. Das SBUV/2-Instrument bestand aus zwei Komponenten: dem Elektronikmodul und den Sensor/Detektor-Modulen. Die Erdbeobachtungssensoren waren an der Außenseite des Equipment Support Module (ESM) montiert, während sich die Elektronikmodule im Inneren des ESM befanden. Die Komponenten des Sensormoduls waren ein scannender Doppelspaltmonochromator, ein Cloud Cover Radiometer, eine Diffusorplatte und Detektoren. Das SBUV/2 arbeitete in fünf Modi: Discrete Mode (DM), der sequenziell Szenenstrahlung und solare spektrale Strahlung in 12 diskreten Bändern maß; Sweep Mode (SM), der den spektralen Bandpass von 160 bis 400 nm kontinuierlich maß; Wavelength Calibration Mode (WCM), der dem Discrete Mode entsprach, aber nur die Kalibrierungslampen wurden abgetastet; Monochromator Stop Mode (MSM), der den spektralen Scanmodus unterbrach; und der Monochromator Caged Mode (MCM), bei dem der Monochromator in einer vorbestimmten Position aufbewahrt wurde.

Das Energetic Heavy Ion Composition (EHIC)-Experiment auf NOAA-13 maß die chemische und isotopische Zusammensetzung von energiereichen Partikeln zwischen Wasserstoff und Nickel im Energiebereich von 0,5 bis 200 MeV/nucleon. Das Experiment maß energiereiche Partikel, die durch Sonneneruptionen in den polaren Regionen der Erde erzeugt wurden, und maß gefangene energiereiche Partikel im Magnetosphäre.

Das Magnetospheric Atmospheric X-Ray Imaging Experiment (MAXIE) auf NOAA-13 kartierte die Intensitäten und Energiespektren von Röntgenstrahlen, die durch präzipitierende Elektronen in der Atmosphäre der Erde erzeugt wurden.

Die NOAA-13 verlor kurz nach dem Start die Kommunikation, und es wurden keine Daten gesammelt. Nur 12 Tage später, am 21. August 1993, trat ein Kurzschluss auf, der verhinderte, dass das Solarpanel die Batterien des Satelliten auflud. Untersuchungen ergaben, dass der Kurzschluss auf eine Schraube zurückzuführen war, die zu weit unter einer Aluminiumplatte verlängert war, die dazu diente, die Wärme abzuleiten, und die unangemessen mit einer Strahlungsplatte in Kontakt kam, die den Strom führte. Die NOAA-13-Satellit erlitt eine "volle Batterieentladung" und schaltete sich aufgrund dieses Batterieausfalls ab.

NOAA-14

Names	NOAA-J
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1994-089A
SATCAT no.	23455
Mission duration	2 years (planned) 12.5 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin
Launch mass	1,420 kg (3,130 lb)
Dry mass	1,050 kg (2,310 lb)
Start of mission
Launch date	30 December 1994, 10:02:00 UTC
Rocket	Atlas-EStar-37S-ISS (Atlas S/N 11E)
Launch site	Vandenberg, SLC-3W
Contractor	Convair
End of mission
Disposal	Decommissioned
Last contact	23 May 2007
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	845.0 km (525.1 mi)
Apogee altitude	859.9 km (534.3 mi)
Inclination	98.64°
Period	101.80 minutes

NOAA-14, auch als NOAA-J vor dem Start bekannt, war ein amerikanischer Wettersatellit, der von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben wurde. NOAA-14 setzte die operationelle Serie der Environmental Satellite (POES) der dritten Generation im Polarorbit fort, die vom National Environmental Satellite Service (NESS) der NOAA betrieben wird. NOAA-14 setzte die Serie der Advanced TIROS-N (ATN)-Satelliten fort, die mit dem Start von NOAA-8 (NOAA-E) im Jahr 1983 begann.

Start

NOAA-14 wurde am 30. Dezember 1994 mit einer Atlas E-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base, Vandenberg Space Launch Complex 3 (SLC-3W), Kalifornien, gestartet.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS-Polarorbit-Programms besteht darin, Ausgabeerzeugnisse für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanographische und hydrologische Dienste sowie die Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das Polarorbit-System ergänzt das geostationäre meteorologische Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES)-Programm der NOAA/NESS. Der NOAA-14 Advanced TIROS-N-Satellit basiert auf dem Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Block 5D und ist eine modifizierte Version des TIROS-N-Satelliten (NOAA-1 bis NOAA-5). Die Struktur des Satelliten besteht aus vier Komponenten: 1° das Reaction System Support (RSS); 2° das Equipment Support Module (ESM), das vom TIROS-N-Design erweitert wurde; 3° die Instrument Mounting Platform (IMP); und 4° das Solar Array (SA).

Alle Instrumente befinden sich auf dem ESM und dem IMP. Die Stromversorgung des Raumfahrzeugs erfolgt über ein direktes Energieübertragungssystem vom einzelnen Solarfeld, das aus acht Paneelen mit Solarzellen besteht. Das Energiesystem für den Advanced TIROS-N wurde gegenüber dem vorherigen TIROS-N-Design verbessert. Das im Orbit befindliche Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) bietet eine dreiaxiale Ausrichtungskontrolle, indem es das Drehmoment in drei orthogonalen Schwungrädern steuert, basierend auf Eingaben von der Earth Sensor Assembly (ESA) für Neigungs-, Roll- und Gieraktualisierungen. Das ADACS steuert die Ausrichtung des Raumfahrzeugs so, dass die Orientierung der drei Achsen auf ± 0,2° und die Neigung, Roll- und Gierwinkel auf ± 0,1° genau erhalten bleibt. Das ADACS besteht aus der Earth Sensor Assembly (ESA), der Sun Sensor Assembly (SSA), vier Reaction Wheel Assemblies (RWA), zwei Roll/Yaw Coils (RYC), zwei Pitch Torqueing Coils (PTC), vier Gyros und Computersoftware für die Datenverarbeitung.

Das Datenverarbeitungssystem des Advanced TIROS-N,

das nur geringfügig vom TIROS-N-Design geändert wurde, um die zusätzlichen Instrumente aufzunehmen, besteht aus dem TIROS Information Processor (TIP) für Instrumente mit geringer Datenrate, dem Manipulated Information Rate Processor (MIRP) für Instrumente mit hoher Datenrate AVHRR, Digital-Tonbandrekordern (DTR) und einer Cross-Strap-Unit (XSU). Die Instrumentenausstattung von NOAA-14 besteht aus: 1° dem 5-Kanal Advanced Very High Resolution Radiometer/2 (AVHRR/2); 2° dem TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS), bestehend aus der Stratospheric Sounding Unit (SSU), der Microwave Sounding Unit (MSU) und dem High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/2); 3° dem französischen CNES-bereitgestellten Argos Data Collection System (DCS); 4° dem Search and Rescue System (SARSAT); 5° dem Space Environment Monitor (SEM), bestehend aus dem Total Energy Detector (TED) und dem Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED); und 6° dem Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System (RAIDS), einem experimentellen Testinstrument der USAF.

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/2)

Der AVHRR/2 war ein fünfkanaliger Rasterspektrometer, das in der Lage war, globale Tages- und Nachttemperaturen der Meeresoberfläche sowie Informationen über Eis, Schnee und Wolken bereitzustellen. Diese Daten wurden täglich für die Wetteranalyse und -vorhersage verwendet. Der multispektrale Radiometer arbeitete im Rastermodus und maß emittierte und reflektierte Strahlung in den folgenden spektralen Intervallen: Kanal 1 (sichtbar), 0,55 bis 0,90 Mikrometer (µm); Kanal 2 (nahes IR), 0,725 µm bis zum Detektorschnitt bei etwa 1,100 µm; Kanal 3 (IR-Fenster), 10,5 bis 11,5 µm; Kanal 4 (IR-Fenster), 3,55 bis 3,93 µm; und Kanal 5, 11,5 bis 12,5 µm. Alle fünf Kanäle hatten eine räumliche Auflösung von 1,1 km, und die beiden IR-Fensterkanäle hatten eine thermische Auflösung von 0,12 Kelvin bei 300 Kelvin. Der AVHRR/2 bestand aus fünf Modulen: Scannermodulen, Elektronikmodulen, Strahlungskühler, optischem System und Grundplatte. Das Scannermodul enthielt einen 80-poligen Hysteresesynchronmotor und einen Scanspiegel. Der Scanmotor rotierte den Spiegel kontinuierlich mit 360 U/min für Querspurscans. Das Elektronikmodul umfasste Systeme für die Datenverarbeitung, Temperaturregelung, Telemetrie, Scan- und Motorenlogik. Der Strahlungskühler bestand aus vier Komponenten. Seine Hauptfunktion bestand darin, die Oberfläche des Radiators zu beschatten und den Heizer zu betreiben, um die Temperaturregelung aufrechtzuerhalten. Das optische System bestand aus einem 20,3 cm Öffnungsteleskop und Sekundäroptiken, die die Strahlungsenergie in spektrale Bänder aufteilten. Der AVHRR/2 arbeitete entweder im Echtzeit- oder Aufzeichnungsmodus. Echtzeit- oder Direktauslese-Daten wurden über Bodenstationen sowohl in niedriger (4 km) Auflösung über Automatic Picture Transmission (APT) als auch in hoher (1 km) Auflösung über High-Resolution Picture Transmission (HRPT) übertragen. Datenerzeugnisse umfassten "Global Area Coverage" (GAC) -Daten mit einer Auflösung von 4 km und "Local Area Coverage" (LAC) -Daten, die Daten aus ausgewählten Teilen jeder Umlaufbahn mit einer Auflösung von 1 km enthielten. Identische Experimente wurden auf anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt.

TIROS Operational Vertical Sounder (TOVS)

Das TOVS auf NOAA-14 bestand aus drei Instrumenten: dem High-resolution Infrared Radiation Sounder modification 2 (HIRS/2), der Stratospheric Sounding Unit (SSU) und der Microwave Sounding Unit (MSU). Alle drei Instrumente waren darauf ausgelegt, Strahlungsdaten zu bestimmen, die zur Berechnung von Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen der Atmosphäre von der Oberfläche bis zur Stratosphäre (ungefähr 1 mb) benötigt wurden.

Das HIRS/2-Instrument hatte 20 Kanäle in den folgenden spektralen Intervallen: Kanäle 1 bis 5, die 15-Mikrometer (µm) CO2-Bänder (15,0, 14,7, 14,5, 14,2 und 14,0 µm); Kanäle 6 und 7, die 13,7- und 13,4-µm CO2/H2O-Bänder;

Kanal 8, die 11,1-µm-Fensterregion; Kanal 9, das 9,7-µm-Ozon-Band; Kanäle 10, 11 und 12, die 6-µm-Wasserdampfbänder (8,3, 7,3 und 6,7 µm); Kanäle 13 und 14, die 4,57-µm- und 4,52-µm-N2O-Bänder; Kanäle 15 und 16, die 4,46-µm- und 4,40-µm-CO2/N2O-Bänder; Kanal 17, das 4,24-µm-CO2-Band; Kanäle 18 und 19, die 4,0-µm- und 3,7-µm-Fensterbänder; und Kanal 20, das 0,70-µm-sichtbare Region. Für NOAA-I UND NOAA-J arbeiten Kanal 10 und 17 bei 12,25 bzw. 4,13 µm. Die Auflösung für alle Kanäle beträgt 17,4 km im Zenit. Das HIRS/2-Instrument liefert Daten für die Berechnung von Temperaturprofilen von der Oberfläche bis 10 mb, Wasserdampfgehalt auf drei Ebenen der Atmosphäre und Gesamtozongehalt. HIRS/2 bestand aus einem Scansystem, Optik, Strahlungskühler und Detektoren, Elektronik und Datenverarbeitung sowie mechanischen Systemen. Der HIRS/2-Scanspiegel wurde synchron mit der Raumfahrzeuguhr in 1,8°-Schritten bewegt und erfasste Daten an 56 Datenpunkten. Das optische System bestand aus zwei Feldblenden: eine für langwellige und eine für kurzwellige Strahlung. Der Instrumenten-Bandpass wurde durch Filter festgelegt, die sich auf einem Filterrad hinter jeder Feldblende befanden. Ein Relaislinsensystem fokussierte die Strahlung auf die Detektoren. Der Strahlungskühler sorgte für die Temperaturregelung der thermischen Kanäle.

Das zweite Instrument, die SSU, stammt aus dem Vereinigten Königreich. Die SSU maß Temperaturprofile in der oberen Atmosphäre in einer Höhe von 25 bis 50 km. Sie hatte drei Kanäle, die bei 669,99, 669,63 und 669,36 pro cm arbeiteten und drei druckmodulierte Zellen mit CO2 (bei 100, 35 und 10 mb) verwendeten, um eine selektive Bandpass-Filterung der gemessenen Strahlung zu erreichen. Die SSU bestand aus einem einzelnen Teleskop mit einem 10°-FOV, das senkrecht zur Subpunktspur abgetastet wurde. Jede Scanlinie bestand aus 8 einzelnen 4-Sekunden-Schritten. Die SSU verwendete ungekühlte pyroelektrische Detektoren, die die Strahlung in jedem Kanal während jedes Schritts 3,6 Sekunden lang integrierten. Ein einzelner 8 cm großer Scanspiegel wurde für alle drei Kanäle verwendet. Der SSU-Detektor war ein Flakes aus Triglycinsulfat, der am Ende eines konischen, goldbeschichteten Nickelrohrs angebracht war. Die Austrittsöffnung des Rohrs definierte die beleuchtete Fläche auf dem Flakes, und das Eingangsende des Rohrs definierte das Sichtfeld (FOV). Die drei Detektoren waren auf einem gemeinsamen Block montiert. Die SSU wurde synchron mit HIRS/2 einmal alle 8 Scans kalibriert.

Das dritte Instrument, die MSU, hatte vier Kanäle im 50- bis 60-GHz-Sauerstoffband (50,31, 53,73, 54,96 und 57,95 GHz), die vertikale Temperaturprofile ohne Wolkeninterferenzen bis zu einer Höhe von etwa 20 km lieferten. Die MSU, entwickelt vom Jet Propulsion Laboratory (JPL), war ein 4-Kanal-Dicke-Radiometer und bestand aus zwei schwenkbaren Reflektorantennensystemen, Orthomode-Transducern, vier Dicke-Empfängern, Datenprogrammierern und Stromversorgungen. Die Antennen schwenkten auf jeder Seite 47,4° in 11 Schritten. Die von jeder Antenne empfangene Mikrowellenenergie wurde in vertikale und horizontale Polarisationskomponenten durch einen Orthomode-Transducer getrennt, und jedes der vier Signale wurde in einen der Radiometerkanäle eingespeist. Die MSU wurde zusammen mit HIRS/2 verwendet, um Datenunklarheiten durch Wolken zu beseitigen. Dieselben Experimente wurden auf anderen Raumfahrzeugen der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt.

Das Argos Data Collection and Location System (DCS - Argos)

auf NOAA-14 wurde entwickelt, um niedrige Datenübertragungen von meteorologischen Beobachtungen von frei fliegenden Ballons, Meeresbojen, anderen Satelliten und festen bodengestützten Sensorplattformen auf der ganzen Welt zu erhalten. Diese Beobachtungen wurden an Bord des Raumfahrzeugs organisiert und bei Erreichen einer Command and Data Acquisition (CDA)-Station wieder übertragen. Bei frei beweglichen Ballons wurde die Doppler-Frequenzverschiebung des übertragenen Signals beobachtet, um den Standort der Ballons zu berechnen. Das DCS bestand aus drei Komponenten: terrestrische Plattformen, an Bord befindliche Instrumente und das Verarbeitungszentrum. An Bord wurden Signale bei 401,65 MHz empfangen. Vier Verarbeitungskanäle, sogenannte Data Recovery Units (DRU), arbeiteten parallel. Jede DRU bestand aus einer Phasenregelschleife, einem Bitt-Synchronisierer, einem Doppler-Zähler und einem Datenformatierer. Nach der Messung der Doppler-Frequenz wurden Sensordaten zusammen mit anderen Instrumentendaten formatiert, und die Ausgabedaten wurden an eine Puffer-Schnittstelle mit dem Raumfahrzeug-Datenprozessor übertragen. Daten des DCS wurden mit den Instrumenten mit niedriger Bitrate auf NOAA-14 zusammengefasst. Die Daten wurden im Argos Data Processing Center der CNES in Toulouse, Frankreich, verarbeitet. Die erwartete Genauigkeit des Standorts lag zwischen 5 und 8 km, und die Geschwindigkeitsgenauigkeit zwischen 1,0 und 1,6 m/s. Dieses System hatte die Fähigkeit, Daten von bis zu 2000 Plattformen pro Tag zu erfassen. Identische Experimente wurden auch auf anderen Satelliten der TIROS-N/NOAA-Serie durchgeführt.

Search and Rescue Satellite Aided Tracking (SARSAT)

Das Search and Rescue Satellite Aided Tracking-System (SARSAT-COSPAS) war ein internationales Kommunikationssystem zur Weiterleitung von Such- und Rettungsnachrichten von Schiffen und Flugzeugen in Not. Kooperierende Organisationen waren NOAA, die russische Handelsmarine, das Verteidigungsministerium Kanadas und Kommunikationsunternehmen sowie CNES/Frankreich. Die SARSAT-Ausrüstung wurde von Kanada und Frankreich bereitgestellt und auf NOAA-POES sowie auf russischen polarumlaufenden Satelliten (COSPAS oder "System for Search of Vessels in Distress") eingesetzt. Das SARSAT-COSPAS-System bestand aus Raum- und Bodenkomponenten. Die SARSAT-Systemelemente waren: 1) ein raumgestützter Empfänger, Frequenzumsetzungsrepeater (bereitgestellt vom Department of Communications, Kanada) für bestehende und experimentelle Emergency Locator Transmitter (ELT)/Emergency Position Indicating Radio Beacons (EPIRB)-Bänder; 2) eine Local User Terminal (LUT), die die ELT/EPIRB-Signale empfing und die Doppler-Daten zur Erdlokalisation der sendenden Plattform verarbeitete; 3) operationelle und experimentelle ELT- und EPIRB-Systeme; 4) ein raumgestützter Empfänger und Prozessor für die experimentellen (406 MHz) ELT/EPIRB-Übertragungen (bereitgestellt von CNES, Frankreich); und 5) die Mission Control Centers zur Koordination von Aktivitäten, Verarbeitung globaler Daten und Koordination von Suchaktivitäten. Daten von den 121,5-MHz-ELTs, den 243-MHz-EPIRBs und den experimentellen 406-MHz-ELTs/EPIRBs wurden vom Search and Rescue Repeater (SARR) empfangen und in Echtzeit auf einer L-Band-Frequenz (1544,5 MHz) ausgestrahlt. Echtzeitdaten wurden von Local User Terminals (LUTs) in vielen Ländern überwacht (einschließlich der Vereinigten Staaten, Kanada, Frankreich und Russland). Die 406-MHz-Daten wurden auch vom Search and Rescue Processor (SARP) verarbeitet und auf dem Raumfahrzeug gespeichert, um sie später an die CDA-Stationen in Alaska und Virginia zu übertragen, und somit eine vollständige globale Abdeckung zu bieten. Die Notrufsignale wurden an Mission Control Centers in jedem Land weitergeleitet, um sie anschließend an das entsprechende Rettungskoordinationzentrum zu übermitteln.

Space Environment Monitor (SEM)

Das SEM-Experiment war eine Erweiterung des Solar-Protonenüberwachungsexperiments (SPM), das auf der ITOS-Satellitenreihe durchgeführt wurde. Das Ziel war es, den Protonenfluss, die Elektronendichte und das Energiespektrum in der oberen Atmosphäre zu messen. Das Experimentspaket bestand aus zwei Detektorsystemen und einer Datenverarbeitungseinheit. Die beiden Komponenten waren: der Total Energy Detector (TED) und der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED). Der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED) maß Protonen in fünf Energiebereichen von 30 keV bis >60 MeV; Elektronen über 30, 100 und 300 keV; Protonen und Elektronen (untrennbar) über 6 MeV; und omnidirektionale Protonen über 16, 36 und 80 MeV. Der MEPED bestand aus vier gerichteten Festkörperdetektor-Teleskopen und einem omnidirektionalen Sensor. Die Ausgabe der Detektoren wurde an einen Signalanalysator angeschlossen, der Ereignisse über Schwellenwerte hinweg erfasste und logisch auswählte. Der Total Energy Detector (TED) maß die Intensität von Protonen und Elektronen zwischen 300 eV und 20 keV. Das Instrument bestand aus einem gekrümmten Plattenanalysator und einem Channeltron-Detektor. Vier gekrümmte Plattenanalysatoren maßen eingehende Protonen und Elektronen.

Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System (RAIDS)

Das RAIDS war ein Instrument im Rahmen eines Testprogramms der U.S. Air Force (DoD) und NOAA, um gleichzeitig Messungen der Neutral- und Ionenzusammensetzung während des Tages und der Nacht vorzunehmen. RAIDS verwendete 8 Ultraviolett-Teleskope im Bereich vom extremen Ultraviolett bis zum nahen Infrarot.

Telekommunikation

Die TIP formatiert Instrumente mit niedriger Datenrate und Telemetrie für Tonbandgeräte und direkte Auslesung. Die MIRP verarbeitet hochdatenraten AVHRR auf Tonbandgeräten (GAC) und direkte Auslesung (HRPT und LAC). An Bord können Recorder 110 Minuten GAC, 10 Minuten HRPT oder 250 Minuten TIP speichern. In der Regel gibt es elf 12-minütige Kontakte pro Tag.

Mission

NOAA-14 befand sich in einer morgendlichen (09:30 Uhr) Äquator-überquerenden Umlaufbahn und sollte die NOAA-12 als den Haupt-Satelliten am Morgen ersetzen. Das Ziel des NESS-Polarumlaufprogramms war es, Ausgabeprodukte für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanografische und hydrologische Dienste sowie Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das polarumlaufende System ergänzte das NOAA/NESS geostationäre meteorologische Satellitenprogramm (GOES).

Die meisten Instrumente wurden bis Februar 2001 inoperabel. Nur der omnidirektionale energiereiche Ionen-Detektor blieb bis Januar 2003 in Betrieb. Der letzte Kontakt erfolgte am 23. Mai 2007

NOAA-15

Meteorological satellite NOAA K (15) being readied for launch at Vandenberg Air Force Base.
Names	NOAA-K
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	1998-030A
SATCAT no.	25338
Mission duration	2 years (planned) 25 years, 7 months and 19 days (in progress)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin
Launch mass	2,232 kg (4,921 lb)
Dry mass	1,479 kg (3,261 lb)
Power	833 watts
Start of mission
Launch date	13 May 1998, 15:52:04 UTC
Rocket	Titan 23GStar-37XFP-ISS (Titan 23G S/N G-12)
Launch site	Vandenberg, SLC-4W
Contractor	Lockheed Martin
Entered service	15 December 1998
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	808.0 km (502.1 mi)
Apogee altitude	824.0 km (512.0 mi)
Inclination	98.70°
Period	101.20 minutes

NOAA-15, auch bekannt als NOAA-K vor dem Start, ist ein operationeller, polarumlaufender Satellit der NASA-Provided Television Infrared Observation Satellite (TIROS)-Serie für Wettersatelliten, betrieben von der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). NOAA-15 war der neueste Satellit in der Advanced TIROS-N (ATN)-Serie und unterstützte die Umweltüberwachung durch Ergänzung des NOAA/NESS Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES)-Programms.

Start

Er wurde am 13. Mai 1998 um 15:52:04 UTC mit einer Titan 23G-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base, am Vandenberg Space Launch Complex 4 (SLW-4W), gestartet. NOAA-15 ersetzte den außer Betrieb genommenen NOAA-12 in einer Nachmittags-Äquator-überquerenden Umlaufbahn und war 2021 teilweise operativ in einer sonnensynchronen Umlaufbahn (SSO) in 808,0 km Höhe über der Erde, mit einer Umlaufzeit von 101,20 Minuten.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS polarumlaufenden Programms ist die Bereitstellung von Produkten für meteorologische Vorhersage und Warnung, ozeanografische und hydrologische Dienste sowie die Überwachung der Weltraumumgebung. Das Raumfahrzeug basiert auf dem Defense Meteorological Satellite Program (DMSP Block 5D) und besteht aus vier Komponenten: 1. dem Reaction System Support (RSS); 2. dem Equipment Support Module (ESM), erweitert vom TIROS-N-Design; 3. der Instrument Mounting Platform (IMP); und 4. dem Solar Array (SA).

Instrumente

Alle Instrumente befinden sich auf dem ESM und dem IMP. Die Stromversorgung des Raumfahrzeugs erfolgt über ein direktes Energietransfersystem von einem einzelnen Solararray mit acht Paneelen von Solarzellen. Das Advanced TIROS-N-System verfügt über ein verbessertes Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) für präzise Ausrichtung und Kontrolle.

Die Instrumente an Bord umfassen unter anderem:

1. Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

2. High Resolution Infrared Sounder (HIRS/3)

3. Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT)

4. Improved ARGOS Data Collection System (DCS-2)

5. Advanced Microwave Sounding Units (AMSUs)

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

AVHRR/3 ist ein verbessertes Instrument für die Bildgebung und Messung der Atmosphäre der Erde, ihrer Oberfläche und Wolkenbedeckung. Es verfügt über sechs Kanäle und liefert Daten in verschiedenen Auflösungsmodi.

High Resolution Infrared Sounder (HIRS/3)

HIRS/3 ist ein 20-Kanal-Instrument für die Messung von atmosphärischen Temperatur- und Feuchtigkeitsprofilen.

Advanced Microwave Sounding Units (AMSUs)

AMSUs bestehen aus zwei unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. AMSU-A misst Szeneleuchtdichte in 15 Kanälen von 23,8 bis 89 GHz für atmosphärische Temperaturprofile.

Space Environment Monitor (SEM-2)

SEM-2 misst die Population der Van-Allen-Strahlungsgürtel der Erde und Daten zur geladenen Teilchenpräzipitation in der oberen Atmosphäre aufgrund von Sonnenaktivität.

Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

SBUV/2 ist ein UV-Spektrometer für Stratosphärenozonmessungen.

Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT)

SARSAT ist für die Erkennung und Lokalisierung von Notfunkbaken (ELTs) und Notpositionsanzeige-Funkbaken (EPIRB) ausgelegt. Es besteht aus SARR und SARP-2.

Diese Instrumente dienen der Umweltüberwachung und liefern wichtige Daten für meteorologische Vorhersagen, ozeanografische und hydrologische Dienste sowie Raumumweltüberwachung.

Das ARGOS Data Collection System (DCS-2)

auf dem Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten in polarer Umlaufbahn ist ein Zufallszugriffssystem zur Sammlung meteorologischer Daten von in-situ-Plattformen (beweglich und fest). Das ARGOS DCS-2 sammelt Telemetriedaten über eine Einweg-RF-Verbindung von Daten-Erfassungsplattformen (wie Bojen, freifliegenden Ballons und entfernten Wetterstationen) und verarbeitet die Eingaben zur Speicherung an Bord und späteren Übertragung vom Raumfahrzeug. Für freifliegende Plattformen bestimmt das DCS-2-System die Position mit einer Genauigkeit von 5 bis 8 km RMS und die Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s RMS. Das DCS-2 misst die eingehende Signal-Frequenz und Zeit. Die formatierten Daten werden auf dem Satelliten gespeichert und zur Übertragung an NOAA-Stationen bereitgestellt. Die DCS-2-Daten werden von NOAA/NESDIS aus den GAC-Daten entfernt und an das Argos-Zentrum bei CNES in Frankreich zur Verarbeitung, Verteilung an Benutzer und Archivierung gesendet.

Telekommunikation

Das TIP formatiert Instrumente mit geringer Datenrate und Telemetrie für Tonbandrekorder und Direktausgabe. Der MIRP verarbeitet Hochdatenraten-AVHRR zu Tonbandrekordern (GAC) und Direktausgabe (HRPT und LAC). Die Onboard-Recorder können 110 Minuten GAC, 10 Minuten HRPT und 250 Minuten TIP speichern.

Mission

Die Frequenz der Automatic Picture Transmission (APT) beträgt 137,62 MHz. Aufgrund von Problemen mit den Hochgewinnantennen des S-Band-Senders wurde NOAA-15 für die High-Resolution Picture Transmission (HRPT) mit der S-Band-Sender Nr. 2 (1702,5 MHz) Rundstrahlantenne konfiguriert. Probleme mit den Antennen wurden auf thermischen Stress zurückgeführt, der zu internen Komponentenbrüchen führte.

Ausfall des AVHRR-Scannermotors

Am 22. Juli 2019 begann NOAA-15 korrupte Daten zu übertragen. Die Ursache scheint die Instabilität des Scannermotors für den AVHRR-Sensor zu sein. Laut einer offiziellen Mitteilung von NOAA stieg am 23. Juli 2019 um 04:00 UTC der Stromverbrauch dieses Motors an, ebenso wie die Motortemperatur. Darüber hinaus hörte der Sensor auf, Daten zu produzieren. NOAA sagt, dass dies mit einem Motorausfall übereinstimmt und möglicherweise dauerhaft ist. Am 25. Juli 2019 erholte sich der AVHRR-Motor spontan. Am 30. Juli 2019 erlitt der AVHRR-Motor einen weiteren Ausfall, der einem Motorausfall entsprach. Gemäß der vorherigen Erklärung von NOAA ist eine Wiederherstellung unwahrscheinlich.

 

Bis zum ~00:00 UTC am 30. Juli 2019 (Tag des Jahres (DOY) 211) begann der AVHRR-Motorstrom erneut zu steigen und wurde um ~06:00 UTC über 302 mA gesättigt. Das Instrument produziert erneut keine Daten und könnte blockiert sein. Der aktuelle Plan ist, das Instrument eingeschaltet zu lassen, da dieses Problem möglicherweise intermittierend ist.

 

Der AVHRR funktionierte normal und lieferte qualitativ hochwertige Daten bis zum 18. Oktober 2022, als erneut ein Problem mit dem AVHRR-Scanmotor auftrat.

Am 18. Oktober zeigte der Strom des NOAA-15 AVHRR-Scannermotors Anzeichen von Instabilität, als der Strom gegen 1800Z allmählich von etwa 205 mA auf etwa 250 mA stieg, wo er bis zum 24. Oktober blieb. Um 0000Z am 24. Oktober begann der Strom im Laufe des Tages erneut zu steigen und erreichte am 25. Oktober etwa 302mA. Die Temperatur des Scanmotors begann etwa zur gleichen Zeit zu steigen und liegt derzeit bei ~29°C. Das Instrument produziert noch Daten, ist jedoch stark degradiert. Dieses Verhalten könnte ein Zeichen für einen bevorstehenden Motorstall sein, erfordert jedoch weitere Untersuchungen. Die Wiederherstellungsoptionen sind begrenzt.

 

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NOAA-16

NOAA-L before launch
Names	NOAA-L
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	2000-055A
SATCAT no.	26536
Mission duration	2 years (planned) 13.75 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin
Launch mass	2,232 kg (4,921 lb)
Dry mass	1,479 kg (3,261 lb)
Power	833 watts
Start of mission
Launch date	21 September 2000, 10:22:00 UTC
Rocket	Titan 23GStar-37XFP-ISS (Titan 23G S/N G-13)
Launch site	Vandenberg, SLC-4W
Contractor	Lockheed Martin
End of mission
Disposal	Decommissioned
Deactivated	9 June 2014
Destroyed	25 November 2015
Last contact	6 June 2014
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	843 km (524 mi)
Apogee altitude	850 km (530 mi)
Inclination	98.80°
Period	102.10 minutes

NOAA-16, auch als NOAA-L vor dem Start bekannt, war eine operationelle, polarumlaufende Wettersatellitenreihe (NOAA K-N), betrieben vom National Environmental Satellite Service (NESS) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). NOAA-16 setzte die Serie der Advanced TIROS-N (ATN)-Raumfahrzeuge fort, die mit dem Start von NOAA-8 (NOAA-E) im Jahr 1983 begann; jedoch verfügte es über zusätzliche neue und verbesserte Instrumente im Vergleich zur NOAA A-K-Serie sowie eine neue Trägerrakete (Titan 23G). Der Start erfolgte am 21. September 2000, und nach einer unbekannten Anomalie wurde er am 9. Juni 2014 außer Betrieb genommen. Im November 2015 zerbrach er in der Umlaufbahn und erzeugte mehr als 200 Trümmerteile.

Start

NOAA-16 wurde am 21. September 2000 um 10:22 UTC von der Titan 23G-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base gestartet, am Vandenberg Space Launch Complex 4 (SLW-4W), in einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 843 km Höhe über der Erde, mit einer Umlaufzeit von 102,10 Minuten. NOAA-16 befand sich in einer morgendlichen Äquator-überquerenden Umlaufbahn und ersetzte NOAA-14 als den Haupt-Weltraumflugkörper am Morgen.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS polarumlaufenden Programms besteht darin, Ausgangsprodukte für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanografische und hydrologische Dienste sowie die Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das polarumlaufende System ergänzt das geostationäre meteorologische Satellitenprogramm (GOES) des NOAA/NESS. Das NOAA-16 Advanced TIROS-N-Raumfahrzeug basierte auf dem Raumfahrzeug des Defense Meteorological Satellite Program (DMSP Block 5D) und war eine modifizierte Version des ATN-Raumfahrzeugs (NOAA 6-11, 13-15), um die neuen Instrumente, unterstützenden Antennen und elektrischen Subsysteme aufzunehmen. Die Raumfahrzeugstruktur bestand aus vier Komponenten: 1° das Reaction System Support (RSS); 2° das Equipment Support Module (ESM); 3° die Instrument Mounting Platform (IMP); und 4° das Solar Array (SA).

Instrumente

Alle Instrumente befanden sich auf dem ESM und dem IMP. Die Stromversorgung des Raumfahrzeugs erfolgte über ein direktes Energieübertragungssystem vom einzelnen Solararray, das aus acht Panels mit Solarzellen bestand. Das In-Orbit Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) sorgte für die Kontrolle in drei Achsen, indem es das Drehmoment in drei orthogonalen Schwungrädern steuerte und Eingaben von der Earth Sensor Assembly (ESA) für Neigungs-, Roll- und Gieraktualisierungen erhielt. Das ADACS steuerte die Raumfahrzeugausrichtung so, dass die Orientierung der drei Achsen auf ± 0,2° und die Neigung, Roll- und Gierwinkel auf ± 0,1° genau beibehalten wurde. Das ADACS bestand aus der Earth Sensor Assembly (ESA), der Sun Sensor Assembly (SSA), vier Reaction Wheel Assemblies (RWA), zwei Roll-/Gier-Spulen (RYC), zwei Pitch-Torquing-Spulen (PTC), vier Gyros und Computersoftware für die Datenverarbeitung. Das ATN-Datenverarbeitungssystem bestand aus dem TIROS Information Processor (TIP) für Instrumente mit niedriger Datenrate, dem Manipulated Information Rate Processor (MIRP) für Instrumente mit hoher Datenrate AVHRR, digitalen Bandrekordern (DTR) und einer Cross-Strap-Einheit (XSU).

Die Instrumentenausstattung von NOAA-16 besteht aus: 1° einem verbesserten sechskanaligen Advanced Very High Resolution Radiometer/3 (AVHRR/3); 2° einem verbesserten High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/3); 3° dem Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT), das aus dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2) besteht; 4° dem von Frankreich/CNES bereitgestellten verbesserten Argos Data Collection System (Argos DCS-2); 5° dem Solar Backscatter Ultraviolet Spectral Radiometer (SBUV/2); und 6° der Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU), der aus drei separaten Modulen A1, A2 und B besteht, um die bisherigen MSU- und SSU-Instrumente zu ersetzen.

Es beherbergt das Automatic Picture Transmission (APT)-Sendegerät der Instrumente Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU), Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) und High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS). NOAA-16 hat die gleiche Instrumentensuite wie NOAA-15, einschließlich eines SBUV/2-Instruments.

Der Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten in polarer Umlaufbahn ist ein verbessertes Instrument im Vergleich zu früheren AVHRRs. Der AVHRR/3 fügt einen sechsten Kanal hinzu und ist ein Instrument mit kreuzspurigem Scannen, das bildgebende und radiometrische Daten im sichtbaren, nahen Infrarot und Infrarotbereich desselben Bereichs auf der Erde liefert. Daten aus den sichtbaren und nahen Infrarotkanälen liefern Informationen über Vegetation, Wolken, Schnee und Eis. Daten aus den nahen Infrarot- und Thermalkanälen liefern Informationen über die Boden- und Ozeanoberflächentemperatur sowie die strahlenden Eigenschaften von Wolken. Es können nur fünf Kanäle gleichzeitig übertragen werden, wobei die Kanäle 3A und 3B für den Tag-/Nachtbetrieb umgeschaltet werden. Das Instrument erzeugt Daten im High Resolution Picture Transmission (HRPT)-Modus mit einer Auflösung von 1,1 km oder im Automatic Picture Transmission (APT)-Modus mit einer reduzierten Auflösung von 4 km. Der AVHRR/3 scannt 55,4° pro Scanzeile auf beiden Seiten der Umlaufbahn und scannt 360 Zeilen pro Minute. Die sechs Kanäle sind: 1) Kanal 1, sichtbar (0,58-0,68 µm); 2) Kanal 2, nahes Infrarot (0,725-1,0 µm); 3) Kanal 3A, nahes Infrarot (1,58-1,64 µm); 4) Kanal 3B, Infrarot (3,55-3,93 µm); 5) Kanal 4, Infrarot (10,3-11,3 µm); und 6) Kanal 5 (11,5-12,5 µm).

Der High Resolution Infrared Sounder (HIRS/3)

auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten in polarer Umlaufbahn ist ein 20-Kanal, schrittweise abgetastetes, sichtbares und Infrarotspektrometer, das entwickelt wurde, um atmosphärische Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile bereitzustellen. Das HIRS/3-Instrument ist im Wesentlichen identisch mit dem auf früheren Raumfahrzeugen eingesetzten HIRS/2, mit Ausnahme von Änderungen in sechs spektralen Bändern zur Verbesserung der Genauigkeit der Schallmessung. Das HIRS/3 wird zur Ableitung von Wasserdampf, Ozon und dem Gehalt an flüssigem Wolkenwasser verwendet. Das Instrument scannt 49,5° auf beiden Seiten der Umlaufbahn mit einer Bodenauflösung am Nadir von 17,4 km. Das Instrument erzeugt 56 IFOVs (Instantaneous Fields of View) für jede 1.125 km-Scanzeile bei 42 km zwischen den IFOVs längs der Bahn. Das Instrument besteht aus 19 Infrarot- und 1 sichtbarem Kanal mit Zentren bei 14,95, 14,71, 14,49, 14,22, 13,97, 13,64, 13,35, 11,11, 9,71, 12,45, 7,33, 6,52, 4,57, 4,52, 4,47, 4,45, 4,13, 4,0, 3,76 und 0,69 µm.

Das Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A)

war ein Instrument auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für operationelle meteorologische Satelliten. Die AMSU bestand aus zwei funktional unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. Die AMSU-A war ein zeilenförmiges Instrument, das dazu diente, die Szeneleuchtdichte in 15 Kanälen im Bereich von 23,8 bis 89 GHz zu messen, um Temperaturprofile in der Atmosphäre vom Erdboden bis etwa 3 Millibar Druckhöhe abzuleiten. Das Instrument war ein Total Power System mit einem Blickfeld (FOV) von 3,3° an den Halbwertpunkten. Die Antenne ermöglichte einen Querspurscan von 50° auf beiden Seiten der Umlaufbahn am Nadir mit insgesamt 30 IFOVs pro Scanzeile. Die AMSU-A wurde an Bord mit einem Blackbody und dem Weltraum als Referenz kalibriert. Die AMSU-A war physisch in zwei separate Module unterteilt, die unabhängig mit dem Raumfahrzeug interagierten. Das AMSU-A1 enthielt alle 5 mm Sauerstoffkanäle (Kanäle 3-14) und den 80 GHz-Kanal. Das AMSU-A2-Modul bestand aus zwei Niederfrequenzkanälen (Kanäle 1 und 2). Die 15 Kanäle hatten eine Zentralfrequenz bei: 23,8, 31,4, 50,3, 52,8, 53,6, 54,4, 54,94, 55,5, sechs bei 57,29 und 89 GHz.

Die Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-B)

war ein Instrument auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für operationelle meteorologische Satelliten. Die AMSU bestand aus zwei funktional unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. Die AMSU-B war ein zeilenförmiges Instrument, das dazu diente, die Szeneleuchtdichte in fünf Kanälen im Bereich von 89 GHz bis 183 GHz zu messen, um Profile des atmosphärischen Wasserdampfs zu berechnen. Die AMSU-B war ein Total Power System mit einem Blickfeld (FOV) von 1,1° an den Halbwertpunkten. Die Antenne ermöglichte einen Querspurscan von 50° auf beiden Seiten der Umlaufbahn mit 90 IFOVs pro Scanzeile. Die Kalibrierung an Bord erfolgte mit Blackbody-Zielen und dem Weltraum als Referenz. Die AMSU-B-Kanäle hatten die Zentralfrequenz (GHz) bei: 90, 157 und 3 Kanäle bei 183,31.

Der Space Environment Monitor-2 (SEM-2)

auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten in polarer Umlaufbahn liefert Messungen, um die Population der Strahlungsgürtel der Erde zu bestimmen und Daten über geladene Teilchenpräzipitation in der oberen Atmosphäre aufgrund von Sonnenaktivität zu sammeln. Der SEM-2 besteht aus zwei separaten Sensoren: dem Total Energy Detector (TED) und dem Medium Energy Proton/Electron Detector (MEPED). Darüber hinaus umfasst der SEM-2 eine gemeinsame Data Processing Unit (DPU). Der TED verwendet acht programmierte elektrostatische gekrümmte Plattenanalysatoren, um Partikeltyp und Energie auszuwählen, sowie Channeltron-Detektoren, um die Intensität in den ausgewählten Energiebändern zu messen. Die Teilchenenergien reichen von 50 eV bis 20 keV. Der MEPED erkennt Protonen, Elektronen und Ionen mit Energien von 30 keV bis zu mehreren zehn MeV. Der MEPED besteht aus vier gerichteten Festkörperdetektorteleskopen und vier omnidirektionalen Sensoren. Die DPU sortiert und zählt die Ereignisse, und die Ergebnisse werden multiplexed und in das Satellitentelemetriesystem integriert. Sobald die SEM-2-Daten auf der Erde empfangen werden, werden sie vom Rest der Daten getrennt und zur Verarbeitung und Verbreitung an das NOAA Space Environment Laboratory in Boulder, Colorado, gesendet.

Das Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT)

auf der Advanced TIROS-N NOAA K-N-Serie von polarumlaufenden meteorologischen Satelliten ist darauf ausgelegt, Notfunkbaken (ELTs) und Emergency Position-Indicating Radio Beacons zu erkennen und zu lokalisieren. Die SARSAT-Instrumentierung besteht aus zwei Elementen: dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2). Der SARR ist ein Radiofrequenz (RF)-System, das Signale von Notfunkbaken bei drei sehr hohen Frequenzbereichen (VHF/UHF) (121,5 MHz, 243 MHz und 406,05 MHz) empfängt, übersetzt, multiplext und diese Signale bei L-Band-Frequenz (1,544 GHz) an lokale Such- und Rettungsstationen (LUTs oder Local User Terminals) auf dem Boden sendet. Die Position des Senders wird durch das Abrufen der Doppler-Information im übermittelten Signal am LUT bestimmt. Der SARP-2 ist ein Empfänger und Prozessor, der digitale Daten von Notfunkbaken bei UHF akzeptiert, demoduliert, verarbeitet, speichert und die Daten an den SARR weiterleitet, wo sie mit den drei SARR-Signalen kombiniert und bei L-Band-Frequenz an lokale Stationen übertragen werden.

Das ARGOS Data Collection System (Argos DCS-2)

auf der Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Serie von polarumlaufenden meteorologischen Satelliten ist ein Random-Access-System zur Sammlung meteorologischer Daten von In-situ-Plattformen (beweglich und fest). Das Argos DCS-2 sammelt Telemetriedaten über eine Einweg-RF-Verbindung von Daten sammelnden Plattformen (wie Bojen, freischwebenden Ballons und entfernten Wetterstationen) und verarbeitet die Eingaben zur Bord-Speicherung und späteren Übertragung vom Raumfahrzeug. Für freischwebende Plattformen bestimmt das DCS-2-System die Position mit einer Genauigkeit von 5 bis 8 km RMS und die Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s RMS. Die DCS-2 misst die Frequenz und Zeit des eingehenden Signals. Die formatierten Daten werden auf dem Satelliten gespeichert und zur NOAA-Station übertragen. Die DCS-2-Daten werden von NOAA / NESDIS aus den GAC-Daten entfernt und zur Verarbeitung, Verteilung an Benutzer und Archivierung an das Argos-Zentrum bei CNES in Frankreich gesendet.

Der Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

auf der Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Serie von polarumlaufenden meteorologischen Satelliten ist ein duales Monochrom-Ultraviolett-Gitter-Spektrometer für Messungen des stratosphärischen Ozons. Der SBUV/2 ist darauf ausgelegt, Szenenstrahlung und solare spektrale Strahlung im Ultraviolett-Spektralbereich von 160 bis 406 nm zu messen. Messungen erfolgen im diskreten Modus oder im Sweep-Modus. Im diskreten Modus werden Messungen in 12 spektralen Bändern durchgeführt, aus denen das Gesamtozon und die verteilte Ozonschicht abgeleitet werden. Im Sweep-Modus wird eine kontinuierliche spektrale Abtastung von 160 bis 406 nm hauptsächlich zur Berechnung der solaren spektralen Strahlung im Ultraviolett durchgeführt. Die 12 spektralen Kanäle sind (µm): 252,0, 273,61, 283,1, 287,7, 292,29, 297,59, 301,97, 305,87, 312,57, 317,56, 331,26 und 339,89.

Telekommunikation

Das TIP formatiert Instrumente mit niedriger Datenrate und Telemetrie für Bandrekorder und Direktausgabe. Der MIRP verarbeitet Daten mit hoher Datenrate von AVHRR für Bandrekorder (GAC) und Direktausgabe (HRPT und LAC). Die Onboard-Rekorder können 110 Minuten GAC, 10 Minuten HRPT und 250 Minuten TIP speichern.

Anomalie, Außerdienststellung und Zerfall

Die Automatic Picture Transmission (APT) von NOAA-16 wurde am 15. November 2000 aufgrund von Sensordegradation funktionsunfähig, und die High Resolution Picture Transmission (HRPT) wurde ab dem 9. November 2010 über STX-1 (1698 MHz) durchgeführt.

Am 6. Juni 2014 konnten die Controller von NOAA-16 aufgrund einer undefinierten "kritischen Anomalie" keinen Kontakt mit dem Satelliten herstellen. Nach umfangreicher Ingenieuranalyse und Wiederherstellungsbemühungen wurde festgestellt, dass eine Wiederherstellung der Mission nicht möglich war. Der Satellit wurde am 9. Juni 2014 außer Betrieb genommen. Am 25. November 2015 um 08:16 UTC identifizierte das Combined Space Operations Center (JSpOC) einen möglichen Zerfall von NOAA 16 (#26536). Alle zugehörigen Objekte wurden zu Konjunkturprüfungen hinzugefügt, und Satellitenbetreiber wurden über enge Annäherungen zwischen den Trümmern und aktiven Satelliten informiert. Das JSpOC katalogisiert die Trümmerobjekte, wenn ausreichend Daten verfügbar sind. Bis zum 26. März 2016 wurden 275 Trümmerteile verfolgt.

Die Trümmer stellten zu diesem Zeitpunkt keine Gefahr für andere Satelliten dar, und es gab keine Anzeichen dafür, dass eine Kollision den Zerfall von NOAA 16 verursacht hatte.

 

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NOAA-17

NOAA-M before launch
Names	NOAA-M
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	2002-032A
SATCAT no.	27453
Mission duration	2 years (planned) 11 years (achieved)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin
Launch mass	2,232 kg (4,921 lb)
Dry mass	1,479 kg (3,261 lb)
Power	833 watts
Start of mission
Launch date	24 June 2002, 18:23:04 UTC
Rocket	Titan 23GStar-37XFP-ISS (Titan 23G S/N G-14)
Launch site	Vandenberg, SLC-4W
Contractor	Lockheed Martin
End of mission
Disposal	Decommissioned
Deactivated	10 April 2013
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	807 km (501 mi)
Apogee altitude	823 km (511 mi)
Inclination	98.80°
Period	101.20 minutes

Die NOAA-17, auch als NOAA-M vor dem Start bekannt, war eine operationelle Serie von polaren Wettersatelliten (NOAA K-N), die vom National Environmental Satellite Service (NESS) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben wurde. NOAA-17 setzte die Serie der Advanced TIROS-N (ATN)-Raumfahrzeuge fort, die mit dem Start von NOAA-8 (NOAA-E) im Jahr 1983 begann, jedoch mit zusätzlichen neuen und verbesserten Instrumenten im Vergleich zur NOAA A-L-Serie und einer neuen Trägerrakete (Titan 23G).

Start

NOAA-17 wurde am 24. Juni 2002 um 18:23:04 UTC mit einer Titan 23G-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base gestartet, am Vandenberg Space Launch Complex 4 (SLW-4W), in einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 823 km Höhe über der Erde, mit einer Umlaufzeit von 101,20 Minuten. NOAA-17 befand sich in einer nachmittäglichen Äquator-überquerenden Umlaufbahn und ersetzte NOAA-15 als den primären Raumfahrzeug am Nachmittag.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS Polar Orbiting Programms ist es, Ausgangsprodukte für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanografische und hydrologische Dienstleistungen sowie Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das polare Umlaufsystem ergänzt das NOAA/NESS geostationäre meteorologische Satellitenprogramm (GOES). Das NOAA-17 Advanced TIROS-N-Raumfahrzeug basiert auf dem Raumfahrzeug des Defense Meteorological Satellite Program (DMSP Block 5D) und ist eine modifizierte Version des ATN-Raumfahrzeugs (NOAA 6-11, 13-16), um die neuen Instrumente, unterstützenden Antennen und elektrischen Subsysteme aufzunehmen. Die Raumfahrzeugstruktur besteht aus vier Komponenten: 1° dem Reaction System Support (RSS); 2° dem Equipment Support Module (ESM); 3° der Instrument Mounting Platform (IMP); und 4° dem Solar Array (SA).

Instrumente

Alle Instrumente befinden sich auf dem ESM und dem IMP. Die Stromversorgung des Raumfahrzeugs erfolgt über ein direktes Energietransfersystem vom einzelnen Solararray, das aus acht Panels mit Solarzellen besteht. Das Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) im Orbit ermöglicht eine Dreipunkt-Ausrichtungskontrolle, indem es das Drehmoment in drei orthogonalen Impulsrädern steuert, wobei Eingaben vom Earth Sensor Assembly (ESA) für Neigungs-, Roll- und Gieraktualisierungen kommen. Das ADACS steuert die Ausrichtung des Raumfahrzeugs so, dass die Orientierung der drei Achsen auf ± 0,2° und die Neigung, Roll- und Gierbewegungen auf ± 0,1° beibehalten wird. Das ADACS besteht aus dem Earth Sensor Assembly (ESA), dem Sun Sensor Assembly (SSA), vier Reaction Wheel Assemblies (RWA), zwei Roll/Yaw Coils (RYC), zwei Pitch Torquing Coils (PTC), vier Gyros und Computersoftware für die Datenverarbeitung. Das ATN-Datenhandhabungssystem besteht aus dem TIROS Information Processor (TIP) für Instrumente mit niedriger Datenrate, dem Manipulated Information Rate Processor (MIRP) für Instrumente mit hoher Datenrate AVHRR, digitalen Bandrekordern (DTR) und einer Cross Strap Unit (XSU).

Die Instrumentenausstattung von NOAA-17 umfasst: 1° einen verbesserten Sechskanal-Advanced Very High Resolution Radiometer/3 (AVHRR/3); 2° einen verbesserten High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/3); 3° das Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT), bestehend aus dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2); 4° das französisch/CNES-bereitgestellte verbesserte Argos Data Collection System (Argos DCS-2); 5° das Solar Backscatter Ultraviolet Spectral Radiometer (SBUV/2); und 6° die Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU), die aus drei separaten Modulen A1, A2 und B besteht, um die vorherigen MSU- und SSU-Instrumente zu ersetzen.

Es beherbergt die Automatic Picture Transmission (APT)-Sender der Instrumente Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU), Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) und High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS). NOAA-17 hat dieselbe Instrumentensuite wie NOAA-16.

Der Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

auf den fortschrittlichen TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für polare Umlaufbahnen ist ein verbessertes Instrument im Vergleich zu früheren AVHRRs. Der AVHRR/3 fügt einen sechsten Kanal hinzu und ist ein Instrument für die Querbildabtastung, das Bild- und Strahlungsdaten im sichtbaren, nahen Infrarot- und Infrarotbereich des gleichen Bereichs auf der Erde liefert. Daten aus den sichtbaren und nahen Infrarotkanälen liefern Informationen über Vegetation, Wolken, Schnee und Eis. Daten aus den nahen Infrarot- und Thermalkanälen liefern Informationen über die Boden- und Ozeanoberflächentemperatur sowie die strahlenden Eigenschaften von Wolken. Nur fünf Kanäle können gleichzeitig übertragen werden, wobei die Kanäle 3A und 3B für den Tag-/Nachtbetrieb umgeschaltet werden. Das Instrument produziert Daten im High Resolution Picture Transmission (HRPT)-Modus mit einer Auflösung von 1,1 km oder im Automatic Picture Transmission (APT)-Modus mit einer reduzierten Auflösung von 4 km. Der AVHRR/3 scannt 55,4° pro Scanzeile auf beiden Seiten der Umlaufbahn und führt 360 Zeilen pro Minute durch. Die sechs Kanäle sind: 1) Kanal 1, sichtbar (0,58-0,68 µm); 2) Kanal 2, nahes Infrarot (0,725-1,0 µm); 3) Kanal 3A, nahes Infrarot (1,58-1,64 µm); 4) Kanal 3B, Infrarot (3,55-3,93 µm); 5) Kanal 4, Infrarot (10,3-11,3 µm); und 6) Kanal 5 (11,5-12,5 µm).

Der High Resolution Infrared Sounder (HIRS/3)

auf den fortschrittlichen TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für polare Umlaufbahnen ist ein 20-Kanal-, schrittweise abtastender, sichtbarer und Infrarotspektrometer, das entwickelt wurde, um atmosphärische Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile bereitzustellen. Das HIRS/3-Instrument ist im Wesentlichen identisch mit dem HIRS/2, das auf früheren Raumfahrzeugen geflogen ist, außer Änderungen in sechs spektralen Bändern zur Verbesserung der Messgenauigkeit. Das HIRS/3 wird verwendet, um Wasserdampf, Ozon und den Gehalt an flüssigem Wolkenwasser abzuleiten. Das Instrument scannt 49,5° auf beiden Seiten der Umlaufbahn mit einer Bodenauflösung von Nadir von 17,4 km. Das Instrument erzeugt 56 IFOVs für jede 1.125 km Scanlinie bei 42 km zwischen IFOVs in Track-Richtung. Das Instrument besteht aus 19 IR- und 1 sichtbarem Kanal mit den Zentrumfrequenzen bei 14,95, 14,71, 14,49, 14,22, 13,97, 13,64, 13,35, 11,11, 9,71, 12,45, 7,33, 6,52, 4,57, 4,52, 4,47, 4,45, 4,13, 4,0, 3,76 und 0,69 µm.

Das Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A)

war ein Instrument auf den fortschrittlichen TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für operationelle meteorologische Zwecke. Die AMSU bestand aus zwei funktional unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. Die AMSU-A war ein Linienscan-Instrument, das dazu diente, die Szeneleuchtkraft in 15 Kanälen von 23,8 bis 89 GHz zu messen, um atmosphärische Temperaturprofile von der Erdoberfläche bis etwa 3 Millibar Druckhöhe abzuleiten. Das Instrument war ein Gesamtleistungssystem mit einem Blickfeld (FOV) von 3,3° an den Halbenergiepunkten. Die Antenne ermöglichte einen Querblick von 50° auf beiden Seiten der Umlaufbahn im Nadir mit insgesamt 30 IFOVs pro Scanzeile. Die AMSU-A wurde an Bord mit einem Schwarzkörper und Raum als Referenzen kalibriert. Die AMSU-A war physisch in zwei separate Module unterteilt, die unabhängig mit dem Raumfahrzeug interagierten. Das AMSU-A1 enthielt alle 5-mm-Sauerstoffkanäle (Kanäle 3-14) und den 80-GHz-Kanal. Das AMSU-A2-Modul bestand aus zwei niederfrequenten Kanälen (Kanäle 1 und 2). Die 15 Kanäle hatten eine Mittenfrequenz bei: 23,8, 31,4, 50,3, 52,8, 53,6, 54,4, 54,94, 55,5, sechs bei 57,29 und 89 GHz.

Die AMSU-B ist ein Instrument auf den fortschrittlichen TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für operationelle meteorologische Zwecke. Die AMSU besteht aus zwei funktional unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. Die AMSU-B ist ein Linienscan-Instrument, das dazu dient, die Szeneleuchtkraft in fünf Kanälen von 89 GHz bis 183 GHz zu messen, um atmosphärische Wasserdampfprofile zu berechnen. Die AMSU-B ist ein Gesamtleistungssystem mit einem FOV von 1,1° an den Halbenergiepunkten. Die Antenne ermöglicht einen Querblick, der 50° auf beiden Seiten der Umlaufbahn mit 90 IFOVs pro Scanzeile abtastet. Die Bordkalibrierung erfolgt mit Schwarzkörperzielen und Raum als Referenzen. Die AMSU-B-Kanäle bei der Mittenfrequenz sind: 90, 157 und 3 Kanäle bei 183,31 GHz.

Der Space Environment Monitor (SEM-2)

auf den fortschrittlichen TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten für polare Umlaufbahnen liefert Messungen zur Bestimmung der Population der Strahlungsgürtel der Erde und Daten über die Niederschläge geladener Teilchen in der oberen Atmosphäre als Folge der Sonnenaktivität. Der SEM-2 besteht aus zwei separaten Sensoren: dem Total Energy Detector (TED) und dem Medium Energy Proton/Electron Detector (MEPED). Zusätzlich enthält der SEM-2 eine gemeinsame Datenverarbeitungseinheit (DPU). Der TED verwendet acht programmierte abgetastete elektrostatische gebogene Plattenanalysatoren zur Auswahl von Teilchentyp und Energie sowie Channeltron-Detektoren zur Messung der Intensität in den ausgewählten Energiebändern. Die Teilchenenergien reichen von 50 eV bis 20 keV. Der MEPED detektiert Protonen, Elektronen und Ionen mit Energien von 30 keV bis zu mehreren zehn MeV. Der MEPED besteht aus vier gerichteten Festkörperdetektorteleskopen und vier omnidirektionalen Sensoren. Die DPU sortiert und zählt die Ereignisse, und die Ergebnisse werden multiplexiert und in das Satellitentelemetriesystem integriert. Sobald die SEM-2-Daten auf der Erde empfangen werden, werden sie von den restlichen Daten getrennt und zur NOAA Space Environment Laboratory in Boulder, Colorado, zur Verarbeitung und Verbreitung geschickt.

Das Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

auf dem Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist ein duales Monochrometer-Ultraviolett-Gitter-Spektrometer für stratosphärische Ozonmessungen. Das SBUV/2 ist darauf ausgelegt, die Szene-Radianz und die solare spektrale Strahlung im ultravioletten Spektralbereich von 160 bis 406 nm zu messen. Messungen erfolgen im diskreten Modus oder im Rasterscan-Modus. Im diskreten Modus werden Messungen in 12 spektralen Bändern durchgeführt, aus denen das Gesamtozon und die vertikale Verteilung des Ozons abgeleitet werden. Im Rasterscan-Modus wird hauptsächlich ein kontinuierlicher spektraler Scan von 160 bis 406 nm durchgeführt, um die ultraviolette solare spektrale Strahlung zu berechnen. Die 12 spektralen Kanäle sind (in nm): 252,0, 273,61, 283,1, 287,7, 292,29, 297,59, 301,97, 305,87, 312,57, 317,56, 331,26 und 339,89.

Das Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT)

auf dem Advanced TIROS-N NOAA K-N-Satelliten ist darauf ausgelegt, Notfunkbaken (ELTs) und Notfall-Positionsanzeigerfunkbaken (EPIRB) zu erkennen und zu lokalisieren. Die SARSAT-Instrumentierung besteht aus zwei Elementen: dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2). Der SARR ist ein Hochfrequenzsystem, das Signale von Notfunksendern bei drei sehr hohen Frequenzen (VHF/UHF) (121,5 MHz, 243 MHz und 406,05 MHz) annimmt, übersetzt, multiplext und diese Signale bei L-Band-Frequenz (1,544 GHz) an lokale Such- und Rettungsstationen (LUTs oder Local User Terminals) auf dem Boden überträgt. Der Standort des Senders wird durch Abrufen der Doppler-Information im übermittelten Signal bei der LUT bestimmt. Der SARP-2 ist ein Empfänger und Prozessor, der digitale Daten von Notfunksendern bei UHF akzeptiert, demoduliert, verarbeitet, speichert und die Daten an den SARR weiterleitet, wo sie mit den drei SARR-Signalen kombiniert und über L-Band-Frequenz an lokale Stationen übertragen werden.

Das ARGOS Data Collection System (Argos DCS-2)

auf dem Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten ist ein Random-Access-System zur Sammlung meteorologischer Daten von In-situ-Plattformen (beweglich und fest). Das Argos DCS-2 sammelt Telemetriedaten über eine Einweg-RF-Verbindung von Daten sammelnden Plattformen (wie Bojen, freifliegenden Ballons und entfernten Wetterstationen) und verarbeitet die Eingaben für die Bord-Speicherung und spätere Übertragung vom Raumfahrzeug. Für freifliegende Plattformen bestimmt das DCS-2-System die Position mit einer Genauigkeit von 5 bis 8 km RMS und die Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s RMS. Die DCS-2 misst die Eingangssignal-Frequenz und -Zeit. Die formatierten Daten werden auf dem Satelliten gespeichert und zur Übertragung an NOAA-Stationen bereitgestellt. Die DCS-2-Daten werden von NOAA/NESDIS aus den GAC-Daten entfernt und an das Argos-Zentrum bei CNES in Frankreich zur Verarbeitung, Verteilung an Benutzer und Archivierung gesendet.

Telekommunikation

Die TIP formatiert Instrumente mit niedriger Datenrate und Telemetrie für Bandrekorder und Direktlesegeräte. Das MIRP verarbeitet hochfrequente AVHRR-Daten für Bandrekorder (GAC) und Direktlesegeräte (HRPT und LAC). Die Bordrekorder können 110 Minuten GAC, 10 Minuten HRPT und 250 Minuten TIP speichern.

Mission

NOAA-17 wurde am 10. April 2013 außer Betrieb genommen.

Zerfall und Zufall

Am 18. März 2021 bestätigte das 18. Space Control Squadron der U.S. Space Force, dass NOAA-17 im Orbit am 10. März 2021 zerfallen ist und dass 16 zugehörige Teile von Weltraumschrott verfolgt werden. Es gab keine Anzeichen für eine Kollision als Ursache für den Zerfall. NOAA-16 war im November 2015 zerfallen. Zwei Satelliten im U.S. Defense Meteorological Satellite Program, DMSP F-13 (Februar 2015) und DMSP F-12 (Oktober 2016), waren ebenfalls aufgrund von Batterieproblemen zerbrochen, und DMSP F-11 (April 2004) explodierte aufgrund des Antriebssystems.

Gleichzeitig entdeckte das 18. Space Control Squadron auch den Zerfall des chinesischen Satelliten Yunhai 1-02 am 18. März 2021. Spätere Analysen ergaben, dass der Yunhai-Zerfall durch Trümmerteile eines russischen Zenit-2-Oberstufens, die 1996 gestartet wurden, verursacht wurde.

 

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NOAA-18

Computer-generated image of NOAA-18 in orbit
Names	NOAA-N
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	2005-018A
SATCAT no.	28654
Mission duration	2 years (planned) 18 years, 7 months, 12 days (elapsed)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin Space
Launch mass	2,232 kg (4,921 lb)
Dry mass	1479 kg
Dimensions	4.19 m (13.7 ft) of long 1.88 m (6 ft 2 in) of diameter 2.73 by 6.14 m (solar array)
Power	833 watts
Start of mission
Launch date	20 May 2005, 10:22:01 UTC
Rocket	Delta II 7320-10C (Delta D312)
Launch site	Vandenberg, SLC-2W
Contractor	Lockheed Martin Space
Entered service	30 August 2005
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Altitude	854 km (531 mi)
Inclination	98.74°
Period	102.12 minutes

NOAA-18, auch als NOAA-N vor dem Start bekannt, ist eine betriebene Serie von polarumlaufenden Wettersatelliten (NOAA K-N), die vom National Environmental Satellite Service (NESS) der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) betrieben wird. NOAA-18 setzt die Serie der Advanced TIROS-N (ATN)-Raumfahrzeuge fort, die mit dem Start von NOAA-8 (NOAA-E) im Jahr 1983 begann, jedoch mit zusätzlichen neuen und verbesserten Instrumenten im Vergleich zur NOAA A-M-Serie und einer neuen Trägerrakete (Titan 23G). NOAA-18 befindet sich in einer nachmittäglichen Äquator-überquerenden Umlaufbahn und hat NOAA-17 als den primären Nachmittagssatelliten abgelöst.

Start

NOAA-18 wurde am 20. Mai 2005 um 10:22:01 UTC von der Delta-II-Trägerrakete vom Vandenberg Air Force Base gestartet, am Vandenberg Space Launch Complex 4 (SLW-4W), in einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 854 km Höhe über der Erde und umkreist die Erde alle 102,12 Minuten.

Raumfahrzeug

Das Ziel des NOAA/NESS polarumlaufenden Programms besteht darin, Ausgabeerzeugnisse für meteorologische Vorhersagen und Warnungen, ozeanografische und hydrologische Dienste sowie die Überwachung der Weltraumumgebung bereitzustellen. Das polarumlaufende System ergänzt das geostationäre meteorologische Satellitenprogramm (GOES) des NOAA/NESS. Das NOAA-18 Advanced TIROS-N-Raumfahrzeug basiert auf dem Raumfahrzeug des Defense Meteorological Satellite Program (DMSP Block 5D) und ist eine modifizierte Version des ATN-Raumfahrzeugs (NOAA 6-11, 13-17), um die neuen Instrumente, unterstützenden Antennen und elektrischen Subsysteme aufzunehmen. Die Raumfahrzeugstruktur besteht aus vier Komponenten: 1. das Reaction System Support (RSS); 2. das Equipment Support Module (ESM); 3. die Instrument Mounting Platform (IMP); und 4. das Solar Array (SA).

Instrumente

Alle Instrumente befinden sich auf dem ESM und dem IMP. Die Energieversorgung des Raumfahrzeugs erfolgt durch ein direktes Energietransfersystem von einem einzelnen Solararray, das aus acht Paneelen von Solarzellen besteht. Das Attitude Determination and Control Subsystem (ADACS) im Orbit ermöglicht eine Dreipunkt-Ausrichtungssteuerung, indem es das Drehmoment in drei orthogonalen Schwungrädern steuert und Eingaben vom Earth Sensor Assembly (ESA) für Neigungs-, Roll- und Gieraktualisierungen erhält. Das ADACS steuert die Ausrichtung des Raumfahrzeugs so, dass die Orientierung der drei Achsen auf ± 0,2° und die Neigung, Roll- und Gierbewegungen auf ± 0,1° genau gehalten wird. Das ADACS besteht aus der Earth Sensor Assembly (ESA), der Sun Sensor Assembly (SSA), vier Reaction Wheel Assemblies (RWA), zwei Roll/Yaw Coils (RYC), zwei Pitch Torquing Coils (PTC), vier Kreiseln und Computersoftware für die Datenverarbeitung. Das ATN-Datenverarbeitungssubsystem besteht aus dem TIROS Information Processor (TIP) für Instrumente mit niedriger Datenrate, dem Manipulated Information Rate Processor (MIRP) für Instrumente mit hoher Datenrate AVHRR, digitalen Bandrekordern (DTR) und einer Cross Strap Unit (XSU).

Die Instrumentenausstattung von NOAA-18 umfasst: 1. einen verbesserten sechskanaligen Advanced Very High Resolution Radiometer/3 (AVHRR/3); 2. einen verbesserten High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/4); 3. das Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT), bestehend aus dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2); 4. das vom französischen CNES bereitgestellte verbesserte Argos Data Collection System (Argos DCS-2); 5. das Solar Backscatter Ultraviolet Spectral Radiometer (SBUV/2); und 6. die Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU), die aus drei separaten Modulen A1, A2 und B besteht, um die vorherigen MSU- und SSU-Instrumente zu ersetzen. NOAA-18 ist der erste NOAA POES-Satellit, der das Microwave Humidity Sounder (MHS) anstelle der Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-B) verwendet.

Der Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-L-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist ein verbessertes Instrument im Vergleich zu früheren AVHRRs. Der AVHRR/3 fügt einen sechsten Kanal hinzu und ist ein Instrument mit kreuzförmigem Scan, das Bild- und Strahlungsdaten im sichtbaren, nahen Infrarot- und Infrarotbereich derselben Fläche auf der Erde bereitstellt. Daten aus den sichtbaren und nahen Infrarot-Kanälen liefern Informationen über Vegetation, Wolken, Schnee und Eis. Daten aus den nahen Infrarot- und thermischen Kanälen geben Informationen über die Land- und Ozeanoberflächentemperatur sowie die strahlenden Eigenschaften von Wolken. Nur fünf Kanäle können gleichzeitig übertragen werden, wobei die Kanäle 3A und 3B für den Tag-/Nachtbetrieb umgeschaltet werden. Das Instrument liefert Daten im High Resolution Picture Transmission (HRPT)-Modus mit einer Auflösung von 1,1 km oder im Automatic Picture Transmission (APT)-Modus mit einer reduzierten Auflösung von 4 km. Der AVHRR/3 scannt 55,4° pro Scanlinie auf jeder Seite der Orbitalbahn und führt 360 Linien pro Minute durch. Die sechs Kanäle sind: 1) Kanal 1, sichtbar (0,58-0,68 µm); 2) Kanal 2, nahes Infrarot (0,725-1,0 µm); 3) Kanal 3A, nahes Infrarot (1,58-1,64 µm); 4) Kanal 3B, Infrarot (3,55-3,93 µm); 5) Kanal 4, Infrarot (10,3-11,3 µm); und 6) Kanal 5 (11,5-12,5 µm).

High Resolution Infrared Sounder (HIRS/4)

Der verbesserte HIRS/4 auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist ein 20-Kanal, schrittweise abgetasteter, sichtbarer und infraroter Spektrometer, der dazu dient, atmosphärische Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile bereitzustellen. Das HIRS/4-Instrument ist im Wesentlichen identisch mit dem HIRS/3, das auf früheren Raumfahrzeugen eingesetzt wurde, mit Ausnahme von Änderungen in sechs spektralen Bändern zur Verbesserung der Messgenauigkeit. Das HIRS/4 wird verwendet, um Wasserdampf, Ozon und den Gehalt an flüssigem Wolkenwasser abzuleiten. Das Instrument scannt 49,5° auf jeder Seite der Orbitalbahn mit einer Bodenauflösung von Nadir von 17,4 km. Das Instrument erzeugt 56 IFOVs (Instantaneous Fields of View) für jede 1.125 km-Scanlinie bei 42 km zwischen den IFOVs entlang der Strecke. Das Instrument besteht aus 19 IR- und 1 sichtbarem Kanal mit Zentren bei 14,95, 14,71, 14,49, 14,22, 13,97, 13,64, 13,35, 11,11, 9,71, 12,45, 7,33, 6,52, 4,57, 4,52, 4,47, 4,45, 4,13, 4,0, 3,76 und 0,69 µm.

Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A)

Die AMSU-A ist ein Instrument auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der operationellen meteorologischen Serie. Die AMSU besteht aus zwei funktional unabhängigen Einheiten, AMSU-A und AMSU-B. Die AMSU-A ist ein zeilenförmiges Instrument, das dazu dient, Szenenstrahlung in 15 Kanälen zu messen, die von 23,8 bis 89 GHz reichen, um atmosphärische Temperaturprofile von der Erdoberfläche bis in etwa 3 Millibar Druckhöhe abzuleiten. Das Instrument ist ein Total-Power-System mit einem Blickfeld (FOV) von 3,3° an den Halbenergiepunkten. Die Antenne ermöglicht einen Scan von 50° auf jeder Seite der Orbitalbahn bei Nadir mit insgesamt 30 IFOVs pro Scanlinie. Die AMSU-A wird an Bord mit einem Blackbody und dem Weltraum als Referenzen kalibriert. Die AMSU-A ist physisch in zwei separate Module unterteilt, die unabhängig mit dem Raumfahrzeug interagieren. Das AMSU-A1 enthält alle 5-mm-Sauerstoffkanäle (Kanäle 3-14) und den 80-GHz-Kanal. Das AMSU-A2-Modul besteht aus zwei Niederfrequenzkanälen (Kanäle 1 und 2). Die 15 Kanäle haben eine Mittenfrequenz bei: 23,8, 31,4, 50,3, 52,8, 53,6, 54,4, 54,94, 55,5, sechs bei 57,29 und 89 GHz.

Microwave Humidity Sounder (MHS)

Das MHS ist ein neues Instrument auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der operationellen meteorologischen Serie. Der Microwave Humidity Sounder (MHS), gebaut von EADS Astrium und gespendet von der European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), ist ein fünfkanaliges Mikrowelleninstrument, das hauptsächlich zur Messung von Profilen der atmosphärischen Feuchtigkeit dient.

Space Environment Monitor (SEM-2)

Der SEM-2 auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie liefert Messungen, um die Population der Van-Allen-Strahlungsgürtel der Erde zu bestimmen und Daten über geladene Teilchenpräzipitation in der oberen Atmosphäre als Folge der Sonnenaktivität zu sammeln. Der SEM-2 besteht aus zwei separaten Sensoren, dem Total Energy Detector (TED) und dem Medium Energy Proton/Electron Detector (MEPED). Zusätzlich umfasst der SEM-2 eine gemeinsame Datenverarbeitungseinheit (DPU). Der TED verwendet acht programmierte schwenkbare elektrostatische gekrümmte Plattenanalysatoren, um Teilchentyp und Energie auszuwählen, und Channeltron-Detektoren, um die Intensität in den ausgewählten Energiebändern zu messen. Die Teilchenenergien reichen von 50 eV bis 20 keV. Der MEPED erkennt Protonen, Elektronen und Ionen mit Energien von 30 keV bis mehreren zehn MeV. Der MEPED besteht aus vier gerichteten Festkörperdetektorteleskopen und vier omnidirektionalen Sensoren. Die DPU sortiert und zählt die Ereignisse, und die Ergebnisse werden multiplexed und in das Satellitentelemetriesystem integriert. Sobald die SEM-2-Daten auf der Erde empfangen werden, werden sie vom Rest der Daten getrennt und an das NOAA Space Environment Laboratory in Boulder, Colorado, zur Verarbeitung und Verbreitung gesendet.

Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

Der SBUV/2 auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist ein Dual-Monochromator-Ultraviolett-Gitter-Spektrometer für Messungen des stratosphärischen Ozons. Der SBUV/2 ist darauf ausgelegt, Szenenstrahlung und solare spektrale Strahlungsintensität im ultravioletten Spektralbereich von 160 bis 406 nm zu messen. Messungen erfolgen im diskreten Modus oder im Scan-Modus. Im diskreten Modus werden Messungen in 12 spektralen Bändern durchgeführt, aus denen das Gesamtozon und die vertikale Verteilung des Ozons abgeleitet werden. Im Scan-Modus wird eine kontinuierliche spektrale Abtastung von 160 bis 406 nm hauptsächlich zur Berechnung der solaren ultravioletten spektralen Strahlung durchgeführt. Die 12 spektralen Kanäle sind (in nm): 252,0, 273,61, 283,1, 287,7, 292,29, 297,59, 301,97, 305,87, 312,57, 317,56, 331,26 und 339,89 nm.

Search and Rescue Satellite Aided Tracking System (SARSAT)

Das SARSAT auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist dazu konzipiert, Notfunkbaken (ELTs) und Notpositionsanzeigerfunkbaken (EPIRB) zu erkennen und zu lokalisieren. Die SARSAT-Instrumentierung besteht aus zwei Elementen: dem Search and Rescue Repeater (SARR) und dem Search and Rescue Processor (SARP-2). Der SARR ist ein Radiofrequenzsystem, das Signale von Notfunkbaken in drei sehr hohen Frequenzbereichen (VHF/UHF) (121,5 MHz, 243 MHz und 406,05 MHz) annimmt, übersetzt, multiplext und diese Signale auf L-Band-Frequenz (1,544 GHz) an lokale Such- und Rettungsstationen (LUTs oder Local User Terminals) am Boden sendet. Der Standort des Senders wird durch die Doppler-Information im übermittelten Signal am LUT ermittelt. Der SARP-2 ist ein Empfänger und Prozessor, der digitale Daten von Notfunkbaken bei UHF akzeptiert, diese demoduliert, verarbeitet, speichert und die Daten an den SARR weiterleitet, wo sie mit den drei SARR-Signalen kombiniert und über L-Band-Frequenz an lokale Stationen übertragen werden.

ARGOS Data Collection System (Argos DCS-2)

Das Argos Data Collection System (DCS-2) auf den Advanced TIROS-N (ATN) NOAA K-N-Satelliten der polarumlaufenden meteorologischen Serie ist ein Zufallszugriffssystem zur Sammlung meteorologischer Daten von In-situ-Plattformen (beweglich und fest). ARGOS DCS-2 sammelt Telemetriedaten über eine Einweg-RF-Verbindung von Daten-Collection-Plattformen (wie Bojen, freischwebenden Ballonen und entfernten Wetterstationen) und verarbeitet die Eingänge für die Bordspeicherung und spätere Übertragung vom Raumfahrzeug. Für freischwebende Plattformen bestimmt das DCS-2-System die Position auf 5 bis 8 km RMS und die Geschwindigkeit mit einer Genauigkeit von 1,0 bis 1,6 m/s RMS. Das DCS-2 misst die eingehende Signalhäufigkeit und Zeit. Die formatierten Daten werden auf dem Satelliten für die Übertragung an NOAA-Stationen gespeichert. Die DCS-2-Daten werden von NOAA/NESDIS aus den GAC-Daten herausgefiltert und an das Argos-Zentrum bei CNES in Frankreich zur Verarbeitung, Verteilung an Benutzer und Archivierung gesendet.

Telekommunikation

Die TIP formatiert Instrumente mit niedriger Datenrate und Telemetrie für Bandrekorder und Direktauslesung. Der MIRP verarbeitet Hochdatenraten-AVHRR für Bandrekorder (GAC) und Direktauslesung (HRPT und LAC). Die On-Board-Rekorder können 110 Minuten GAC, 10 Minuten HRPT und 250 Minuten TIP speichern.

Mission

Die APT-Übertragungsfrequenz beträgt 137,9125 MHz (NOAA-18 änderte die Frequenzen mit NOAA-19 am 23. Juni 2009).

 

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NOAA-19

NOAA-19 before launch
Names	NOAA-N' NOAA-N Prime
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	2009-005A
SATCAT no.	33591
Mission duration	2 years (planned) 14 years, 10 months, 26 days (elapsed)
Spacecraft properties
Spacecraft type	TIROS
Bus	Advanced TIROS-N
Manufacturer	Lockheed Martin
Launch mass	1,440 kg (3,170 lb)
Dimensions	4.19 m (13.7 ft) of long 1.88 m (6 ft 2 in) of diameter
Start of mission
Launch date	6 February 2009, 10:22:00 UTC
Rocket	Delta II 7320-10C (Delta D338)
Launch site	Vandenberg, SLC-2W
Contractor	United Launch Alliance
Entered service	6 June 2009
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	846 km (526 mi)
Apogee altitude	866 km (538 mi)
Inclination	98.70°
Period	102.00 minutes

NOAA-19, auch als NOAA-N' (NOAA-N Prime) vor dem Start bekannt, ist der letzte Satellit der amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)-Serie von Wettersatelliten. NOAA-19 wurde am 6. Februar 2009 gestartet. NOAA-19 befindet sich in einer nachmittags sonnensynchronen Umlaufbahn und soll NOAA-18 als den primären Nachmittagssatelliten ersetzen.

Start

Am 4. November 2008 gab die NASA bekannt, dass der Satellit mit einem Lockheed C-5 Galaxy Militärtransportflugzeug am Vandenberg eingetroffen sei. Die Installation der Nutzlastverkleidung fand am 27. Januar 2009 statt, und der Treibstoff für die zweite Stufe wurde am 31. Januar 2009 geladen.

Es wurden mehrere Versuche unternommen, den Start durchzuführen. Der erste Versuch am 4. Februar 2009 wurde abgebrochen, nachdem ein Fehler im Stickstoffdrucksystem auf dem Startplatz entdeckt wurde. Der zweite Versuch am 5. Februar 2009 wurde abgebrochen, nachdem der Klimakompressor der Nutzlastverkleidung versagt hatte, der ebenfalls Teil der Bodenstützausrüstung auf dem Startplatz ist.

Der Satellit wurde erfolgreich am 6. Februar 2009 um 10:22 UTC an Bord einer Delta II in der Konfiguration 7320-10C vom Vandenberg Air Force Base (VAFB) gestartet.

Instrumente

NOAA-N Prime trägt eine Suite von acht Instrumenten, die Daten für Wetter- und Klimavorhersagen liefern. Wie seine Vorgänger liefert NOAA-N Prime globale Bilder von Wolken und Oberflächenmerkmalen sowie vertikale Profile der atmosphärischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit für die Verwendung in numerischen Wetter- und Ozeanvorhersagemodellen. Außerdem werden Daten zur Ozonverteilung in der oberen Atmosphäre und zu Umgebungen im erdnahen Weltraum bereitgestellt – Informationen, die für die marine, Luftfahrt-, Energieerzeugungs-, Landwirtschafts- und andere Gemeinschaften wichtig sind. Die Hauptinstrumente von NOAA-N Prime – der Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3), der High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/4) und die Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A) – waren alle für eine dreijährige Mission ausgelegt. Der Space Environment Monitor (SEM/2) ist am Satelliten angebracht und besteht aus dem Total Energy Detector (TED) und dem MEPED (Medium Energy Proton and Electron Detector). Der Solar Backscatter Ultraviolet Spectral Radiometer (SBUV/2) wurde für eine zweijährige Mission entwickelt, und das Microwave Humidity Sounder (MHS) wurde für eine fünfjährige Mission konzipiert. NOAA-19 trägt auch Cospas-Sarsat Nutzlasten.

Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR/3)

Der Advanced Very High Resolution Radiometer/3 (AVHRR/3) ist das Hauptbildgebungssystem und besteht aus sichtbaren, nahen Infrarot- (IR) und thermischen IR-Kanälen. Der von ITT gebaute AVHRR beobachtet Vegetation, Wolken und die Oberfläche von Gewässern, Küstenlinien, Schnee, Aerosolen und Eis. Das Instrument verfügt über einen Scan-Spiegel, der sich kontinuierlich dreht und die Erde mit sechs Umdrehungen pro Sekunde scannt, um kontinuierliche Abdeckung zu bieten.

Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer (SBUV/2)

Das Solar Backscatter Ultraviolet Radiometer/2 (SBUV/2) ist sowohl ein Bildgeber als auch ein Sonder. Als Bildgeber erstellt es Karten der Gesamtsäuremengen. Als Sonder erhält und misst es die Ozonverteilung in der Atmosphäre in Abhängigkeit von der Höhe. Das von Ball Aerospace gebaute SBUV ist ein Langzeitüberwachungsgerät, das globale Messungen vornimmt und beobachtet, wie sich Elemente in der Atmosphäre im Laufe der Zeit verändern. Jeder Kanal des nadir-zeigenden SBUV erfasst eine bestimmte nah-ultraviolette Wellenlänge, deren Intensität von der Ozondichte in einer bestimmten Höhe in der Atmosphäre abhängt. Das SBUV enthält einen Cloud Cover Radiometer, der Informationen über den Grad der Wolkenbedeckung in einem Bild liefert und die Auswirkungen der Wolken auf die Daten entfernt.

Microwave Humidity Sounder (MHS)

Der Microwave Humidity Sounder (MHS), gebaut von EADS Astrium und gespendet von der European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT), ist ein Fünf-Kanal-Mikrowelleninstrument, das hauptsächlich dazu dient, Profile der atmosphärischen Feuchtigkeit zu messen.

High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS/4)

HIRS/4, gebaut von ITT, verfügt über 19 Infrarotkanäle und einen sichtbaren Kanal. Das Instrument misst hauptsächlich Kohlendioxid, Wasser und Ozon. Diese Messungen ermöglichen es Wissenschaftlern, die Menge jedes dieser Gase in der Atmosphäre und die Höhe, in der sie erscheinen, zu bestimmen.

Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU-A)

AMSU-A, gebaut von Northrop Grumman, verfügt über 15 Kanäle und scannt kontinuierlich die Erdoberfläche und die Atmosphäre, indem es natürliche von der Erdoberfläche und der Atmosphäre abgestrahlte Mikrowellensignale misst.

Space Environment Monitor (SEM-2)

Der Space Environment Monitor (SEM-2) wurde von Panametrics, jetzt Assurance Technology Corporation, gebaut. Er liefert Messungen zur Bestimmung der Intensität der Strahlungsgürtel der Erde und des Flusses geladener Teilchen in Satellitenhöhe. Der SEM-2 besteht aus zwei separaten Sensorsystemen und einer gemeinsamen Datenverarbeitungseinheit (DPU). Die Sensorsysteme sind der Total Energy Detector (TED) und der Medium Energy Proton and Electron Detector (MEPED).

Advanced Data Collection System (ADCS)

Das Advanced Data Collection System (ADCS), bereitgestellt von CNES in Frankreich, misst Umweltfaktoren wie atmosphärische Temperatur und Druck sowie die Geschwindigkeit und Richtung von Ozean- und Windströmungen. Daten werden von verschiedenen sendenden Geräten auf Plattformen (z. B. Bojen, frei schwebenden Ballons und entfernten Wetterstationen) gesammelt. Sender werden sogar auf wandernden Tieren, Meeresschildkröten, Bären und anderen Tieren angebracht. Die Daten werden an das Raumfahrzeug übertragen, um sie zu speichern, und anschließend von dem Satelliten zur Erde übertragen. Die gespeicherten Daten werden einmal pro Umlauf übertragen.

SARSAT

Das Search And Rescue Satellite-Aided Tracking (SARSAT)-System. Der Search and Rescue Repeater (SARR), gebaut vom Department of National Defense in Kanada, und der Search and Rescue Processor (SARP), gebaut vom Centre National d'Études Spatiales (CNES), erkennen Notrufe, die von Notfunkbaken an Bord von Flugzeugen und Booten gesendet werden und von Menschen in abgelegenen Gebieten getragen werden. Die Instrumente auf dem Satelliten übertragen die Daten an Bodenempfangsstationen oder lokale Benutzerterminals, wo der Standort der Notrufsignale durch Doppler-Verarbeitung bestimmt wird.

Schaden während der Herstellung

 

Am 6. September 2003 um 15:28 UTC wurde der Satellit schwer beschädigt, während er in der Lockheed Martin Space Systems-Fabrik in Sunnyvale, Kalifornien, bearbeitet wurde. Das Raumfahrzeug stürzte zu Boden, als es einen Neigungswinkel von 13° erreichte, während es gedreht wurde. Der Satellit fiel um, als ein Team versuchte, ihn von einer vertikalen in eine horizontale Position zu bringen. Eine NASA-Untersuchung des Vorfalls ergab, dass er durch einen Mangel an Verfahrensdisziplin in der gesamten Einrichtung verursacht wurde. Während der Wagen, der während des Verfahrens verwendet wurde, gelagert wurde, entfernte ein Techniker vierundzwanzig Schrauben, die eine Adapterplatte daran befestigten, ohne die Aktion zu dokumentieren. Das Team, das später den Wagen zum Drehen des Satelliten verwendete, überprüfte die Schrauben, wie in der Prozedur vorgesehen, nicht, bevor sie versuchten, den Satelliten zu bewegen. Reparaturen am Satelliten kosteten 135 Millionen US-Dollar. Lockheed Martin stimmte zu, alle Gewinne aus dem Projekt zu verlieren, um die Reparaturkosten zu decken; sie nahmen später eine Belastung von 30 Millionen US-Dollar in Bezug auf den Vorfall vor. Der Rest der Reparaturkosten wurde von der Regierung der Vereinigten Staaten bezahlt.

Ersatz

Die NOAA-Serie sollte durch eine NPOESS-Serie der nächsten Generation ersetzt werden, bevor dieses Projekt abgesagt wurde. Stattdessen wurde Suomi NPP im Jahr 2011 als Übergang zum Joint Polar Satellite System (JPSS) gestartet. Der erste JPSS-Satellit wurde 2017 gestartet.

 

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NOAA-20

Artist illustration of the NOAA-20 satellite
Names	JPSS-1
Mission type	Weather
Operator	NOAA
COSPAR ID	2017-073A
SATCAT no.	43013
Website	http://www.jpss.noaa.gov/
Mission duration	7 years (planned) 6 years, 1 month, 13 days (elapsed)
Spacecraft properties
Spacecraft type	Joint Polar Satellite System-1
Bus	BCP-2000
Manufacturer	Ball Aerospace & Technologies
Launch mass	2540 kg
Dry mass	1929 kg
Payload mass	578 kg
Dimensions	1.3 m x 1.3 m x 4.2 m
Power	1932 watts
Start of mission
Launch date	18 November 2017, 09:47:36 UTC
Rocket	Delta II 7920-10C (Delta D378)
Launch site	Vandenberg, SLC-2W
Contractor	United Launch Alliance
Entered service	30 May 2018
Orbital parameters
Reference system	Geocentric orbit
Regime	Sun-synchronous orbit
Perigee altitude	824.3 km (512.2 mi)
Apogee altitude	833.0 km (517.6 mi)
Inclination	98.79°
Period	101.44 minutes

Diese Visualisierung zeigt, wie die Bahnphasierung und Anhebung der Umlaufbahn von JPSS-1 (jetzt NOAA-20) im Vergleich zu Suomi NPP funktioniert. Die hypothetische Möglichkeit besteht darin, dass sie sich vor dem Start von NOAA-21 (JPSS-2) um ein Viertel der Umlaufbahn entlang der Spur von NOAA-20 manövrieren kann. Sie zeigt auch, wie eine Drei-Satelliten-Konstellation an einem knotenkreuzenden sonnensynchronen Orbit funktioniert, einschließlich der Sensorabdeckungen, während die Welt unter ihnen rotiert.

Start

NOAA-20, vor dem Start als JPSS-1 bezeichnet, ist der erste Satellit des neuesten Generation der U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration für polarumlaufende Umweltsatelliten namens Joint Polar Satellite System. NOAA-20 wurde am 18. November 2017 gestartet und hat sich dem Suomi National Polar-orbiting Partnership-Satelliten in derselben Umlaufbahn angeschlossen. NOAA-20 operiert etwa 50 Minuten hinter Suomi NPP und ermöglicht so eine wichtige Überlappung in der Beobachtungsabdeckung. Mit einer Umlaufbahn von Pol zu Pol überquert er den Äquator etwa 14 Mal täglich und bietet zweimal täglich weltweite Abdeckung. Dies liefert Meteorologen Informationen über "atmosphärische Temperatur und Feuchtigkeit, Wolken, Meeresoberflächentemperatur, Ozeanfarbe, Meereisbedeckung, vulkanische Asche und Branddetektion", um die Wettervorhersage zu verbessern, einschließlich der Verfolgung von Hurrikanen, der Detailierung von Sturmschäden und der Kartierung von Stromausfällen.

Instrumente

Das Projekt umfasst fünf Instrumente, die im Vergleich zu früheren Satellitenausrüstungen erheblich verbessert wurden. Die detaillierteren Beobachtungen des Projekts ermöglichen bessere Vorhersagen und betonen das Klimaverhalten in Fällen wie El Niño und La Niña.

Der Satellitenbus des Projekts und die Ausrüstung des Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) wurden von Ball Aerospace & Technologies entworfen. Das Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) und das Common Ground System (CGS) wurden von der Raytheon Company gebaut, und der Cross-track Infrared Sounder (CrIS) stammt von der Harris Corporation. Der Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) und das Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) -Instrument wurden von Northrop Grumman Innovation Systems gebaut.

Der Start von NOAA-20 wurde mehrmals verzögert. Als der Vertrag 2010 vergeben wurde, war der Start für 2014 geplant. Bis 2011 hatte sich der Start auf 2016 verschoben, und bis 2012 hatte sich dieser auf 2017 verschoben. Im August 2016, nach Umwelttests, verschob sich der Start vom 20. Januar 2017 auf den 16. März 2017 aufgrund von Problemen mit ATMS und dem Bodensystem. Im Januar 2017 wurde der Start von März 2017 auf das vierte Quartal des Geschäftsjahres 2017 oder Juli bis September 2017 aus denselben Gründen verschoben. Der Start wurde von September 2017 auf den 10. November 2017 verschoben, um den Ingenieuren zusätzliche Zeit für Tests des Raumfahrzeugs und der Elektronik sowie von ATMS zu geben.

Es gab auch mehrere kurzfristige Startverzögerungen in den letzten Wochen vor dem Start. Ursprünglich für den 10. November 2017 geplant, wurde er auf den 14. November 2017 verschoben, nachdem eine fehlerhafte Batterie an der Delta II-Trägerrakete entdeckt wurde. Der Start wurde dann auf den 15. November 2017 verschoben, weil sich Boote Minuten vor dem Start in der Sicherheitszone befanden, und aufgrund einer schlechten Ablesung der ersten Stufe der Trägerrakete. Er wurde ein drittes Mal auf den 18. November 2017 verschoben, wegen starker Winde.

NOAA-20 wurde erfolgreich am 18. November 2017 um 09:47:36 UTC gestartet. Es repräsentierte den vorletzten und 99. aufeinanderfolgenden erfolgreichen Start der Delta II-Trägerrakete. Er wurde zusammen mit 5 CubeSats gestartet, die Forschung zu "3D-gedruckten Polymeren für die Raumfahrtfertigung, Wetterdatensammlung, Bitflip-Speichertestung, Radar-Kalibrierung und den Auswirkungen von Weltraumstrahlung auf elektronische Komponenten" durchführten.

CubeSats

2017-073B | Buccaneer-RMM | Buccaneer-RMM | S43014
2017-073C | MiRaTA | MiRaTA | S43015
2017-073D | MakerSat-0 | MakerSat-0 | S43016
2017-073E | RadFxSat | Fox-1B | S43017
2017-073F | EagleSat | EagleSat | S43018

Instrumente

Die Sensoren/Instrumente von NOAA-20 sind:

Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS)

Die Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) nimmt globale sichtbare und infrarote Beobachtungen von Land, Ozean und atmosphärischen Parametern in hoher zeitlicher Auflösung vor. Entwickelt aus dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)-Instrument, das auf den Aqua- und Terra-Erdbeobachtungssatelliten geflogen ist, weist es signifikant bessere Leistung auf als der zuvor auf NOAA-Satelliten eingesetzte Advanced Very-High-Resolution Radiometer (AVHRR).

Cross-track Infrared Sounder (CrIS)

Der Cross-track Infrared Sounder (CrIS) erzeugt hochauflösende, dreidimensionale Temperatur-, Druck- und Feuchtigkeitsprofile. Diese Profile werden verwendet, um Wettervorhersagemodelle zu verbessern und sowohl kurz- als auch langfristige Wettervorhersagen zu ermöglichen. Über längere Zeiträume hinweg tragen sie dazu bei, das Verständnis von Klimaphänomenen wie El Niño und La Niña zu verbessern. Dies ist ein brandneues Instrument mit bahnbrechender Leistung. CrIS stellt eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem älteren Infrarot-Sounder von NOAA dar – dem High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS) – und ist als Pendant zum Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) gedacht.

Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS)

Der Advanced Technology Microwave Sounder (ATMS) ist ein Cross-Track-Scanner mit 22 Kanälen und liefert Beobachtungen, die benötigt werden, um atmosphärische Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile für zivile operationelle Wettervorhersagen sowie für die Kontinuität dieser Messungen für klimatische Überwachungszwecke abzurufen. Es handelt sich um eine leichtere Version der früheren Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) und Microwave Humidity Sounder (MHS)-Instrumente, die auf früheren NOAA- und NASA-Satelliten geflogen sind, ohne neue Leistungsfähigkeiten.

Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS)

Die Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) ist eine fortschrittliche Suite von drei hyperspektralen Instrumenten, die die über 25 Jahre alten Aufzeichnungen von Gesamtozon und Ozonprofilen erweitert. Diese Aufzeichnungen werden von Ozonbewertungsforschern und politischen Entscheidungsträgern verwendet, um die Gesundheit der Ozonschicht zu verfolgen. Die verbesserte vertikale Auflösung der OMPS-Datenprodukte ermöglicht eine bessere Prüfung und Überwachung der komplexen Chemie, die in der Ozonzerstörung nahe der Troposphäre involviert ist. OMPS-Produkte, in Kombination mit Wolkenvorhersagen, tragen auch zu besseren Vorhersagen des ultravioletten Index bei. OMPS setzt eine lange Tradition von weltraumbasierten Messungen von Ozon fort, die 1970 mit dem Nimbus 4-Satelliten begann und mit den Solar Backscatter Ultraviolet (SBUV und SBUV/2), Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) und Ozone Monitoring Instrument (OMI)-Instrumenten auf verschiedenen NASA-, NOAA- und internationalen Satelliten fortgesetzt wurde. Über den mehr als 30-jährigen Zeitraum, in dem diese Instrumente betrieben wurden, haben sie eine sehr detaillierte und wichtige Langzeit-Aufzeichnung über die globale Verteilung von Ozon bereitgestellt.

Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES)

Das Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) erfasst sowohl solar reflektierte als auch von der Erde emittierte Strahlung von der Oberseite der Atmosphäre bis zur Erdoberfläche. Wolken-Eigenschaften werden durch gleichzeitige Messungen anderer JPSS-Instrumente wie dem VIIRS bestimmt und tragen zu einem besseren Verständnis der Rolle von Wolken und des Energiezyklus' im globalen Klimawandel bei.

Mission

Zwischen dem 29. November 2017, als ATMS sein "erstes Licht"-Bild erzeugte, und dem 5. Januar 2018, als Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) und Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) ihre Bilder erzeugten, durchlief der Satellit Aktivierung, Entgasung und Dekontamination auf dem Weg zum Betrieb.